[发明专利]一种快速氢致变色WO3

说明书

本发明涉及一种快速氢致变色WO₃薄膜及其制备方法，是在ITO玻璃表面制备快速氢致变色WO₃薄膜的膜层结构设计和制备方法，涉及薄膜结构设计和膜层材料制备技术领域。发明包括在ITO玻璃上先制备WO₃种子层；负载底层催化剂，溶剂热法生长纳米结构WO₃薄膜；负载面层催化剂；真空干燥退火等步骤。催化剂分两次负载，可以使其在薄膜内更加均匀地分布，从而大幅度提高WO₃薄膜对氢气的响应速度。本发明可为纳米结构WO₃氢致变色薄膜在调光玻璃和氢气传感器等领域的应用提供技术支持，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于薄膜结构设计和薄膜材料制备技术领域，涉及一种快速氢致变色WO₃薄膜的制备方法，在透明导电玻璃表面依次用制备种子层、负载底层催化剂、溶剂热法制备纳米结构WO₃和负载面层催化剂的氢致变色薄膜制备方法。

背景技术

WO₃是一种n-型半导体，它具有特殊的氢致变色性能，在调光玻璃、氢气传感器方面有着广阔的应用前景。随着氢气越来越广泛地应用，人们越来越关注氢气的检测，因为当空气中氢气浓度在4％～75％时，遇到明火就会发生爆炸。WO₃薄膜在空气中为淡黄色，在遇到氢气后会变成蓝色，若重新放入氧气或空气氛围中，其颜色又会变成淡黄色，因此可以根据WO₃氢致变色薄膜的颜色变化来对氢气进行检测。薄膜颜色的变化可以通过薄膜的透射率等参数的变化进行准确测量，理想的氢致变色薄膜应该遇到氢气后迅速变蓝，离开氢气气氛后应该迅速度恢复原状。

大量研究表明，具有纳米结构的WO₃薄膜的氢致变色性能远远优于块体WO₃，这主要是因为纳米结构的WO₃具有很大的比表面积，这使得其可以发生化学和物理相互作用的比表面积增加，反应速率得到提升。由于氢气在室温下易爆炸的特点，因此必须在室温下能对氢气泄漏进行快速检测。