導(dǎo)電聚合物電致變色材料的制備及其性能研究.pdf

1、材料作為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的基石,人類(lèi)社會(huì)的每一次進(jìn)步無(wú)不伴隨著材料科學(xué)的進(jìn)步。研制新型功能材料以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)、生活的要求便成為當(dāng)代材料領(lǐng)域工作者的歷史使命。由于材料的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同,對(duì)材料的各種特性也就有不同的需求。電致變色是指材料的光學(xué)特性(透過(guò)率、反射率、吸收率等)在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生可逆、穩(wěn)定的變化并且伴隨著顏色變化的現(xiàn)象。早期的研究側(cè)重于無(wú)機(jī)過(guò)渡金屬氧化物電致變色材料,比如:WO3、V2O5、NiO、MoO3、IrO2等,它

2、們通常具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、高的顏色對(duì)比度。最近十多來(lái)年,由于導(dǎo)電聚合物類(lèi)電致變色材料豐富的色彩、良好的加工性能和低廉的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越多的關(guān)注。電致變色器件作為一種新型功能器件在顯示、節(jié)能等領(lǐng)域的應(yīng)用也顯示了相當(dāng)大的前景。另外,有關(guān)電致變色材料在紅外線領(lǐng)域的應(yīng)用也屢見(jiàn)報(bào)端。
　　本論文著重研究導(dǎo)電聚合物電致變色材料的制備及相關(guān)性質(zhì),通過(guò)對(duì)材料種類(lèi)進(jìn)行篩選,制備綜合性能優(yōu)良的電致變色材料。我們分別研究了含有單一生色基團(tuán)、雙生色基

3、團(tuán)、有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合的電致變色材料。以聯(lián)二噻吩、4,4'–二咔唑三苯胺和苯胺/二氧化鈦為研究對(duì)象,制備了相應(yīng)電致變色薄膜,并測(cè)試了薄膜的電致變色以及紅外發(fā)射率性質(zhì)。研究結(jié)果表明:
　　1、通過(guò)循環(huán)伏安方法在導(dǎo)電襯底上分別制備了聚聯(lián)二噻吩薄膜、聚4,4'–二咔唑三苯胺、聚苯胺/二氧化鈦復(fù)合薄膜。薄膜在導(dǎo)電襯底上結(jié)合牢固,并且薄膜表面很均勻。
　　2、通過(guò)對(duì)以電化學(xué)聚合方法沉積于ITO表面的聚聯(lián)二噻吩薄膜的各項(xiàng)性能考察,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

4、明:該薄膜在不同的工作電壓狀態(tài)下能表現(xiàn)出深藍(lán)色-鐵紅色二種顏色之間的可逆變化,其不同顏色狀態(tài)下的響應(yīng)時(shí)間分別為9s和2s。在不同的電壓狀態(tài)下的最大光透過(guò)率差值可達(dá)35％。薄膜在8-14微米波長(zhǎng)內(nèi)具有0.23的最低發(fā)射率。
　　3、通過(guò)對(duì)電化學(xué)沉積于ITO表面的聚4,4'–二咔唑三苯胺薄膜的各項(xiàng)性能考察,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該薄膜樣品在不同的工作電壓狀態(tài)下能表現(xiàn)出在淡藍(lán)色-黃綠色-灰白色三種顏色之間的可逆變化,其不同顏色狀態(tài)下的響應(yīng)時(shí)間分

5、別為5s和3s。在不同的電壓狀態(tài)下的最大光透過(guò)率差值可達(dá)19.6％。薄膜在8-14微米波長(zhǎng)內(nèi)具有0.282的最低發(fā)射率。
　　4、以水熱法在FTO上制備了TiO2納米棒,然后再制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合的聚苯胺/二氧化鈦薄膜,對(duì)其各項(xiàng)性能考察,結(jié)果表明:該復(fù)合薄膜在不同的工作電壓狀態(tài)下表現(xiàn)出在深藍(lán)色-淺藍(lán)色-淺灰色三種顏色之間的可逆變化,其不同顏色狀態(tài)下的響應(yīng)時(shí)間分別為5s和8s。在不同的電壓狀態(tài)下的最大光透過(guò)率差值可達(dá)2