[发明专利]一种用于制备WO3变色层薄膜的墨水及配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于制备WO₃变色层薄膜的墨水及配制方法，属于功能材料技术领域。

背景技术

据统计，我国建筑物的能耗约占社会总能耗很大一部分。每年人们都将花费大量的能源在建筑物的室温调节，其中窗户是能量流失的最主要途径。为了满足人们对绿色建筑及对光线和太阳的辐射热量的动态控制，电致变色材料作为智能窗主体部分得到得到了广泛的研究,此外，其在防目眩后视镜、微型显示器中都有广泛的应用。

电致变色是指在外加电压或电场的作用下,材料的颜色或透明度发生稳定可逆的变化，从而可选择性地吸收或反射外界热辐射和阻止内部热扩散。电致变色薄膜可分为无机电致变色薄膜(如WO₃、NiO₂、MoO₃、V₂O₅等)和有机电致变色薄膜两大类。其中，WO₃具有响应时间短，循环寿命长等优点得到了广泛的研究。

传统上制备WO₃薄膜的主要方法有水热法、磁控溅射法，化学气相沉积法等，但在上述方法中，大多设备昂贵，工艺复杂，或形貌难以控制或晶体效果不理想。采用颗粒墨水法制备薄膜是目前非常具有研究价值的一种低成本制备薄膜的方法。这种方法的优点在于成本低，可以进行大面积沉积使用且变色效果好、薄膜均匀度高，并且对于材料的利用率非常高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种制备WO₃变色层薄膜的墨水配制方法。本发明通过以下技术方案实现：

一种用于制备WO₃变色层薄膜的墨水，其特征在于，包括以下成分：WO₃粉末、乙酰丙酮、聚乙二醇辛基苯基醚、聚乙烯醇、蒸馏水或乙醇，其中m(WO₃):v(H₂O或乙醇)＝(2-3mg):(1ml)，m(WO₃)：v(乙酰丙酮)：v(聚乙二醇辛基苯基醚)：m(聚乙烯醇)＝16mg:1ml:0.2ml:1～3mg。

一种用于制备WO₃变色层薄膜的墨水的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：

取一定量WO₃粉末置于蒸馏水或乙醇中，其中m(WO₃):v(H₂O或乙醇)＝(2-3mg):(1ml)，充分搅拌后加入乙酰丙酮、聚乙二醇辛基苯基醚和聚乙烯醇作为添加剂，搅拌至少10小时得所配制的墨水，m(WO₃)：v(乙酰丙酮)：v(聚乙二醇辛基苯基醚)：m(聚乙烯醇)＝16mg:1ml:0.2ml:1～3mg。

更优选m(WO₃)：v(乙酰丙酮)：v(聚乙二醇辛基苯基醚)：m(聚乙烯醇)＝16mg:1ml:0.2ml:1.5mg。

其中优选WO₃的制备采用如下方法：

在容器中放入钨粉并将其置于冰水浴中，向容器中逐渐滴加H₂O₂直至使钨粉完全溶解，充分反应后，过滤得到清亮液体，将液体在100℃下加热8小时，之后蒸发溶剂得到黄色粉末，将黄色粉末在550℃下煅烧1～4小时(优选2小时)得到结晶性良好的WO₃纳米粉末。

本发明的墨水采用墨水喷涂法在导电基底上制备变色层薄膜。

本发明与现有技术相比有如下优点：

1、本发明的制备采用墨水喷涂法。该种方法易于操作，原料成本低，反应简单，对环境无污染，可重复性高，适合于大规模工业化生产。

2、墨水稳定性好，所制备的薄膜在波长为550nm处的着色和褪色透过率差值大约为44％，且具有较好的电致变色性能。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的WO₃粉末的X射线衍射(XRD)图谱。

图2为本发明实施例1所制备的WO₃粉末的扫描电镜(SEM)照片。

图3为本发明实施例1所制备的WO₃墨水制成的薄膜的紫外-可见光透过率图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明的实质性特点和显著优点，本发明决非仅局限于以下实施例。