[发明专利]一种电致变色薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种电致变色薄膜及其制备方法和应用，本发明提供的电致变色薄膜通过将硅烷改性的二氧化钛纳米线导电基材依次在多金属氧酸盐溶液与PEI溶液中浸泡，并重复上述浸泡1～50次，得到电致变色薄膜；且使所述多金属氧酸盐为K₁₇[Ce(P₂W₁₇O₆₁)₂]·nH₂O，进而使得得到电致变色薄膜表现出优良的电致变色性能，光反差达到48.0％；着色和褪色时间分别为2.3s和1.5s，着色效率高达408.0cm²·C^‑1，且材料的稳定性良好。即本发明提供的电致变色薄膜光学对比度高、响应时间快、稳定性良好、可用于电致变色器件的制备。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，尤其涉及一种电致变色薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

电致变色是指材料在电场的作用下价态与化学组分发生可逆变化，导致其光学性质也发生变化，从而产生变色的现象。电致变色器件的应用主要包括：显示设备，智能窗户，后视镜，光信息存储和军事伪装等等。电致变色器件由于其低能耗、提高日常生活的舒适性和安全性等一系列优点而受到广泛关注。在电致变色器件中最重要的是电致变色材料，因此，电致变色材料作为目前最有应用前景的智能材料之一而被广泛研究。电致变色材料分为有机电致变色材料和无机电致变色材料。

多金属氧酸盐(polyoxometalates，简称为多酸)是一种阴极变色材料，具有人工随意调节、驱动变色所需电压低、电源简单、耗电量小等优点。但是，多酸基电致变色材料依然存在诸多不足，例如颜色变化单一、循环稳定性较差、光反差较低、着色效率较小等。因此，深入研究多酸基复合材料的电致变色机理，提高其电致变色性能，具有广泛而深远的学术和社会意义。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种电致变色薄膜及其制备方法和应用，本发明提供的薄膜具有很好的电致变色性能，光反差可高达48％。

本发明提供了一种电致变色薄膜的制备方法，包括：

将硅烷改性的二氧化钛纳米线导电基材依次在多金属氧酸盐溶液与PEI溶液中浸泡，并重复上述浸泡1～50次，得到电致变色薄膜；

其中，所述多金属氧酸盐为K₁₇[Ce(P₂W₁₇O₆₁)₂]·nH₂O。

优选的，所述硅烷改性的二氧化钛纳米线导电基材按照以下方法制备得到：

1)将钛酸酯类化合物、盐酸与水混合，得到源溶液；

2)将导电基材放入源溶液中进行水热反应，得到负载二氧化钛纳米线的导电基材。

3)将负载二氧化钛纳米线的导电基材置入硅烷中浸泡，得到硅烷改性的二氧化钛纳米线导电基材。

优选的，所述水热反应的温度为120～180℃。

优选的，所述水热反应后，还将得到的负载二氧化钛纳米线的导电基材进行高温退火处理，得到负载二氧化钛纳米线的导电基材，其中，退火温度为400℃～500℃；高温退火的时间为10～60min。

优选的，所述多金属氧酸盐溶液由多金属氧酸盐溶解在缓冲溶液中制备得到；

其中，缓冲溶液为醋酸-醋酸钠缓冲溶液。

优选的，所述多金属氧酸盐溶液中多金属氧酸盐的浓度为(2～10)×10^-3mol/L。

优选的，所述多金属氧酸盐溶液的pH值为3.00～1.50。

优选的，所述PEI溶液由聚醚酰亚胺和氯化钠组成。