[发明专利]一种复合电致变色薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合电致变色薄膜及其制备方法，所述复合电致变色薄膜的衬底为ITO导电玻璃或FTO导电玻璃，所述玻璃表面覆有复合薄膜，所述复合薄膜为三元复合材料，具有疏松多孔形貌，孔径为纳米级别，Co₃O₄/rGO均匀修饰在NiO薄膜的孔道上，其中Co₃O₄颗粒大小均一，且粒径为纳米级。所述制备方法包括在衬底上制备NiO薄膜、Co₃O₄/rGO悬浮液的制备、将Co₃O₄/rGO修饰到NiO薄膜上。本发明的复合电致变色薄膜及其制备方法通过提高NiO薄膜的比表面积和在NiO薄膜中加入导电剂，有效提高了NiO薄膜的变色速度，着色效率，循环稳定性等电致变色性能。

技术领域

本发明属于复合薄膜材料领域，具体涉及一种复合电致变色薄膜及其制备方法。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性(吸收率、透过率或反射率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆变化的现象，外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。能发生电致变色现象的材料称为电致变色材料。电致变色一词最早是在1961年由Platt提出。从此以后，研究者们相继发现各种电致变色材料，如氧化镍(NiO)、二氧化钛(TiO₂)、三氧化钼(MoO₃)等过渡金属氧化物和聚苯胺、聚吡咯等有机高分子材料。

目前，传统的NiO电致变色薄膜存在变色速度慢、变色效率低，循环寿命短等诸多问题，限制其在电致变色领域的应用。一方面由于NiO薄膜内孔洞结构不利于离子在电极之间往返迁移、传输，造成NiO与电解液的接触局限于外表面，反应面积有限，电化学反应动力学较差。另一方面由于NiO材料导电性比较差，不利于电荷的迁移。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种复合电致变色薄膜及其制备方法，通过提高NiO薄膜的比表面积和在NiO薄膜中加入导电剂，有效提高了NiO薄膜的变色速度，着色效率，循环稳定性等电致变色性能。

一种复合电致变色薄膜，衬底为ITO导电玻璃或FTO导电玻璃，所述玻璃表面覆有复合薄膜，所述复合薄膜为三元复合材料，具有疏松多孔形貌，孔径为纳米级别，Co₃O₄/rGO均匀修饰在NiO薄膜的孔道上，其中Co₃O₄颗粒大小均一，且粒径为纳米级。

一种复合电致变色薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)在衬底上制备NiO薄膜：将衬底的非导电面用聚酰亚胺胶带包覆；将六水合硫酸镍和过二硫酸钾加入去离子水制成混合液体，将衬底竖直悬挂于上述混合液体中，磁力搅拌至六水合硫酸镍和过二硫酸钾完全溶解，加入质量分数为25～28％的浓氨水，20～50℃条件下反应20～30min；取出衬底，将聚酰亚胺胶带撕去，然后用去离子水冲洗并干燥；在马弗炉中250～350℃煅烧2h，自然冷却至室温，得到表面覆有NiO薄膜的衬底；

步骤2)Co₃O₄/rGO悬浮液的制备：将四水合乙酸钴加入到无水乙醇中，充分搅拌后，加入质量分数为25～28％的浓氨水，反应后得溶液一；将改进Hummers法制备的GO粉末加入到去离子水中配制成GO溶液，超声后得溶液二；将溶液一逐滴加入到溶液二中，充分搅拌后，转移至水热釜中，120～150℃反应7～9h；过滤洗涤后，加入去离子水，配置成Co₃O₄/rGO悬浮液；

步骤3)将Co₃O₄/rGO修饰到NiO薄膜上：将步骤1)中得到的表面覆有NiO薄膜的衬底置于Co₃O₄/rGO悬浮液中，浸泡后提出，用去离子水洗涤，重复上述操作；干燥后，得到表面覆有Co₃O₄/rGO/NiO复合电致变色薄膜的衬底。