[发明专利]在温和水溶液环境下制备H-SiO2

说明书

本发明提供了一种在温和水溶液环境下制备H‑SiOsubgt;2/subgt;‑VOsubgt;2/subgt;(M)涂层的方法，其特征在于，按照如下步骤制备：(1)制备H‑SiOsubgt;2/subgt;胶体溶液，(2)制备H‑SiOsubgt;2/subgt;涂层，用提拉镀膜机对石英片进行提拉镀膜，固化，煅烧；(3)称量VOSOsubgt;4/subgt;溶于水中，待充分溶解后再加入等体积无水乙醇进行搅拌，将上述经煅烧后的石英片浸入VOSOsubgt;4/subgt;溶液中进行提拉镀膜，干燥；(4)称量NHsubgt;4/subgt;HCOsubgt;3/subgt;溶于水中，将所得溶液倒入容器中，将H‑SiOsubgt;2/subgt;‑VOSOsubgt;4/subgt;涂层置于容器口上，将容器口进行密封，之后将此容器放于鼓风干燥箱中干燥；(5)在惰性气体保护下，将上述所得薄膜放入管式炉内进行退火。此方法制备时间较短、工艺流程简单、不需额外复杂的实验仪器，而且可以制备出结晶度较高的复合涂层，可大批量生产。

技术领域

本发明属于智能涂层制备领域，具体涉及一种在温和水溶液环境下制备H-SiO₂-VO₂(M)涂层的方法。

背景技术

由于人们对能源消耗和可持续发展越来越关注，改进的节能材料的设计是材料科学中一个活跃的研究课题。能源消耗和可持续发展问题日益受到关注。在发达国家，建筑能源占总能源消耗的30-40％。这比工业或交通的能耗要大。其中大约50％的能源来自于供暖、通风和空调系统。在各种减少能源消耗的解决方案中，基于生色材料的智能窗被开发出来，这些材料在外部刺激下能够调节其光学特性。作为一种有代表性的热变色材料，二氧化钒是智能窗的组成部分，二氧化钒是一种过渡金属氧化物材料，它可以对环境温度作出反应，在68℃时发生可逆的金属-绝缘体相变(MIT)，并伴随着从低温单斜结构到高温金红石型的结构转变，由于MIT的存在，VO₂的电阻率和光学透射率发生了巨大的变化。红外表现为高透射转为高反射,从而达到控温的效果。由于这些独特的性能，VO₂薄膜可用于各种光学和电气设备，如光学开关、传感器、存储设备、智能窗和太赫兹开关。近年来，研究人员采用了许多方法来制备具有特殊性能的二氧化钒薄膜，如水热法、溶胶凝胶法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法、磁控溅射法等。但这些方法均存在制备时间较长、工艺流程繁琐、制备成本较高等问题。

发明内容

针对现有技术问题，本发明的目的在于提供一种在温和水溶液环境下制备H-SiO₂-VO₂(M)涂层的方法，制备时间短、工艺流程简单、成本低廉。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种在温和水溶液环境下制备H-SiO₂-VO₂(M)涂层的方法，其特征在于，按照如下步骤制备：

(1)制备H-SiO₂胶体溶液，将PAA(聚丙烯酸)作为模板，再加入氨水、无水乙醇进行搅拌，待溶液充分搅拌溶解后加入正硅酸乙酯，持续搅拌之后密封储存备用；

(2)制备H-SiO₂涂层，用提拉镀膜机将石英片固定，并浸没在H-SiO₂溶液中，进行提拉，并在室温下进行固化，之后将表面浸有H-SiO₂的石英片放入马弗炉进行煅烧；

(3)制备H-SiO₂-VOSO₄涂层。称量VOSO₄溶于水中，待充分溶解后再加入与水等体积的无水乙醇进行搅拌，将上述经煅烧后的石英片浸入VOSO₄溶液中进行提拉镀膜，之后放入鼓风干燥箱中进行干燥；