[发明专利]一种纤维素复合钒氧化物溶胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种纤维素复合钒氧化物溶胶及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：将V₂O₅、水和双氧水混合均匀，静置陈化得到A胶；将纤维素加入到水中分散均匀，经过冷冻后解冻，得到B胶；将B胶加入到A胶中混合均匀，得到纤维素复合钒氧化物溶胶；所述纤维素复合钒氧化物溶胶中，五氧化二钒的浓度为0.025～0.05mol/L；纤维素占纤维素和五氧化二钒总质量的5.2％～52.3％。本发明将纤维素和钒氧化物复合，两者均匀混合、两相稳定共存，制得的电致变色材料循环稳定性高。

技术领域

本发明涉及电致变色材料领域，具体涉及一种纤维素复合钒氧化物溶胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的发展，人们对于能源需求日益增长，节能减排和提高能源利用率是必然的发展趋势。在自然能源中，太阳能作为一种可再生能源，取之不尽、用之不竭，而太阳能中50％的能量来源于近红外光，关注窗户的近红外反射率，充分利用太阳能，对于接受供暖和降温的建筑物来说是必要的。近年来，电致变色材料在应用于智能窗户从而改善光学透过率、智慧节能等方面的研究越来越受到青睐，这种采取绿色的设计理念在不增加额外的空调负荷前提下还能满足室内的采光需求。

氧化钒被广泛应用于电致变色材料，在过去一二十年也研究和开发了溶胶凝胶法合成氧化钒材料的相关技术，但氧化钒本身不稳定的层状结构，提供了离子通道的同时也普遍存在由于离子嵌入和脱出而结构塌陷的现象，表现为循环稳定性差。并且五氧化二钒具有一定毒性，在WHO公布的2B类致癌物清单中，对人类的危害与钒氧化物的浓度相关。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种纤维素复合钒氧化物溶胶及其制备方法和应用，解决现有技术中钒氧化物作为电致变色材料结构不稳定导致循环稳定性差的技术问题，同时相对降低五氧化二钒含量，减少危害。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种纤维素复合钒氧化物溶胶的制备方法：

包括以下步骤：

S1、将V₂O₅、水和双氧水混合均匀，静置陈化得到A胶；

S2、将纤维素加入到水中分散均匀，经过冷冻后解冻，得到B胶；

S3、将B胶加入到A胶中混合均匀，得到纤维素复合钒氧化物溶胶；

纤维素复合钒氧化物溶胶中，五氧化二钒的浓度为0.025～0.05mol/L；纤维素占纤维素和五氧化二钒总质量的5.2％～52.3％。

进一步地，步骤S1中，V₂O₅先加入到去离子水中，形成五氧化二钒溶液，再加入双氧水。

进一步地，步骤S1中，双氧水的质量分数为30％；V₂O₅和H₂O₂之间的摩尔比为1:8。

进一步地，步骤S1中，混合均匀是先磁力搅拌20～30min后超声振荡15min～25min，并循环3～5次。

进一步地，步骤S1中，静置陈化时间为5～8天。

进一步地，步骤S2中，纤维素为甲基纤维素或羧甲基纤维素。

如上制备方法制得的纤维素复合钒氧化物溶胶，该纤维素复合钒氧化物溶胶的黏度为4.3～153.6mPa s^-1。

如上纤维素复合钒氧化物溶胶在制备电致变色薄膜中的应用，包括以下步骤：

将所述纤维素复合钒氧化物溶胶垂直滴落在干净的导电基底上，旋转离心掉多余的溶胶，干燥得到均匀的电致变色薄膜。