電致變色薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種新型薄膜材料，具體地說是一種La3+滲雜Ti化電致變色薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球能源消耗的日益增加，節(jié)能已成為當(dāng)今世界的幾大主題之一。改革開放 =十年來，我國(guó)已經(jīng)陷入了不可持續(xù)發(fā)展的資源區(qū)乏之境，資源需求量越來越大。尤其是十 幾年來，我國(guó)房地產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，房?jī)r(jià)瘋漲，社會(huì)矛盾激化，幾乎所有城市可持續(xù)發(fā)展的± 地資源越來越少，城市生態(tài)體系遭到了巨大的破壞。雖然房地產(chǎn)發(fā)展了多年，但仍然還處于 一種粗放式發(fā)展的階段，建筑節(jié)能意識(shí)薄弱，既造成了建造階段資源的大量浪費(fèi)，又造成了 房屋持有階段能耗的大幅提高。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展日新月異的今天，保護(hù)自然生態(tài)是一場(chǎng)迫在眉 睫的行動(dòng)。
[0003] 目前大部分的建筑物都采用普通玻璃作為口窗，既美觀又實(shí)用，具有良好的透光 性能，但是其不僅能通過可見光，也能夠透過近紅外線及部分波長(zhǎng)的紫外線，隔熱效果不理 想導(dǎo)致建筑能耗的50%是由口窗散失的，因此口窗部分的節(jié)能意義重大，人們對(duì)玻璃節(jié)能 材料的需求也越來越迫切。所W通過對(duì)玻璃進(jìn)行改性使得其具有降低室內(nèi)熱交換的功能， 是一種有效的降低建筑能耗的途徑。
[0004] 電致變色是指材料的光學(xué)性能(包括透射、反射和吸收等)在外加電場(chǎng)或電流的作 用下產(chǎn)生穩(wěn)定可逆變化的材料，在外觀上表現(xiàn)為材料顏色與透明度的可逆變化。將電致變 色材料鍛于導(dǎo)電玻璃上形成電致變色玻璃，通過改變電流的大小控制電致變色玻璃的著色 情況，可W根據(jù)光線、溫度調(diào)節(jié)玻璃的透光率，從而改變進(jìn)入室內(nèi)的陽光量，滿足了建筑物 采光和美觀的需要，又可W減少炎熱的夏季和寒冷的冬季造成的空調(diào)和暖氣能耗。
[0005] 電致變色材料分為有機(jī)和無機(jī)兩大類。其中有機(jī)化合物WViologen為代表，其優(yōu) 點(diǎn)是操作電壓低，反應(yīng)速度快，但缺點(diǎn)為壽命短。無機(jī)電致變色材料W過渡金屬氧化物為代 表，如W)3、Mo化、NiOx等，但過渡族金屬氧化物中金屬離子的電子層結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，在一定條 件下離子價(jià)態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，形成混合價(jià)態(tài)的離子共存狀態(tài)，當(dāng)薄膜中離子的價(jià)態(tài)發(fā)生變化時(shí)， 材料的顏色也隨之改變。
[0006] 目前電致變色材料存在的不足是：
[0007] 近年來，很多科學(xué)工作者已經(jīng)對(duì)電致變色材料作了深入的研究，從薄膜的制備、器 件的組裝、變色機(jī)制W及應(yīng)用等方面都取得了一定的成果。但是由于（1)電致變色薄膜在使 用中的電化學(xué)和化學(xué)溶解；（2)作為電荷補(bǔ)償?shù)碾x子在電致變色薄膜內(nèi)的積累運(yùn)兩個(gè)主要 的原因，使得電致變色薄膜在使用過程中存在電致變色性能衰退的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明旨在避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種在電場(chǎng)作用下具有光 透過的可調(diào)節(jié)性的新型節(jié)能建筑材料La3+滲雜Ti化電致變色薄膜及其制備方法。
[0009]本發(fā)明解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：
[0010]本發(fā)明的La3+滲雜Ti化電致變色薄膜，其特點(diǎn)在于:是在Ti化薄膜中滲雜有La3+;其 是由W下重量份的原料制成:無水乙醇60份、鐵酸四下醋10份、醋酸8份、去離子水2份、硝酸 3份、Las化的摩爾量為鐵酸四下醋摩爾量的6%。
[OCm]本發(fā)明的La3+滲雜Ti〇2電致變色薄膜是按如下方法進(jìn)行制備：
[0012]采用溶膠凝膠法，將40份無水乙醇、10份鐵酸四下醋、8份醋酸在燒杯中劇烈攬拌 化，得到均勻透明的淡黃色前驅(qū)液A;
[OOU]再將20份無水乙醇、2份去離子水、3份硝酸和LasO迪燒杯中劇烈攬拌30min，得到 均勻透明的前驅(qū)液B;
[0014] 最后將前驅(qū)液A和前驅(qū)液B混合后繼續(xù)攬拌化，放置陳化12h，得到La3+滲雜Ti化前 驅(qū)溶膠；
[0015] 采用浸潰-提拉法將La3+滲雜Ti化前驅(qū)溶膠鍛在ITO導(dǎo)電玻璃表面，賠燒得到La3+滲 雜Ti化薄膜。
[0016] 所述浸潰-提拉法的提拉速率為3mm/s，所述賠燒的溫度制度為：W〇.5°C/min的速 率升溫至300°C、再W3°C/min的速率升溫至600°C、保溫化后隨爐冷卻至常溫。
[0017] 本發(fā)明W無水乙醇為溶劑，硝酸為抑制劑，醋酸為分散劑，鐵酸四下醋和去離子水 為合成原料，La2〇3滲雜，其中主要原料特性如下：
[0018] (1)鐵酸四下醋:本發(fā)明利用鐵酸四下醋和水反應(yīng)生成Ti化。
[0019] (2)La2〇3:銅作為稀±元素中含量第二最豐富元素，化學(xué)性質(zhì)活潑，其氧化物為 La2〇3,目前氧化銅廣泛運(yùn)用于高折射率玻璃、燈石、氨氣儲(chǔ)藏裝置、電池電極、相機(jī)鏡片、石 油提煉液體催化過程催化劑。
[0020] 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0021] 1、本發(fā)明的La3+滲雜Ti化電致變色薄膜在可見光范圍內(nèi)透過率均在70%~80%， 在±2V外加電壓下表現(xiàn)著色/稱色可逆顏色變化的性能，電致變色性能良好；
[0022] 2、本發(fā)明的La3+滲雜Ti化電致變色薄膜，采用溶膠凝膠法將其鍛于導(dǎo)電玻璃表面， 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易操作，生產(chǎn)設(shè)備投資小；
[0023] 3、本發(fā)明的La3+滲雜Ti化電致變色薄膜玻璃在電場(chǎng)作用下具有光吸收透過的可調(diào) 節(jié)性，可選擇性地吸收或反射外界的熱福射和內(nèi)部的熱的擴(kuò)散，減少辦公大樓和民用住宅 在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須消耗的大量能源。同時(shí)起到改善自然光照程度、防 窺的目的。解決現(xiàn)代不斷惡化的城市光污染問題，是節(jié)能建筑材料的一個(gè)發(fā)展方向。
【附圖說明】
[0024] 圖1為L(zhǎng)a3+滲雜T i 〇2干凝膠的DTA-TG曲線；
[002引圖2為L(zhǎng)a3+滲雜Ti化粉末的邸D圖譜；
[0026] 圖3為L(zhǎng)a3+滲雜Ti化薄膜的循環(huán)伏安特性曲線；
[0027] 圖4為L(zhǎng)a3+滲雜Ti化薄膜的紫外-可見透射光譜。 具體實(shí)施例
[002引本實(shí)施例按如下步驟制備La3+滲雜Ti化電致變色薄膜：
[0029]采用溶膠凝膠法，按配比將40份無水乙醇、10份鐵酸四下醋、8份醋酸在燒杯中劇 烈攬拌化，得到均勻透明的淡黃色前驅(qū)液A;
[0030] 再將20份無水乙醇、2份去離子水、3份硝酸和La2〇3在燒杯中劇烈攬拌30min，得到 均勻透明的前驅(qū)液B;
[0031] 最后將前驅(qū)液A和前驅(qū)液B混合后繼續(xù)攬拌化，放置陳化12h，得到La3+滲雜Ti化前 驅(qū)溶膠。
[0032] 采用