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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电致变色器件的制备方法,具体涉及一种mof电致变色器件的制备方法,属于电致变色领域。
技术介绍
1、电致变色器件(ecds)是一种绿色、低碳的智能设备,能够通过电压或电流实现太阳能热和照明的动态控制,具有广泛的应用前景。ecd的光学性能主要受到电致变色层的影响,目前主要有两种类型:无机材料和有机材料。有机材料具有快速切换和多重颜色变化的特点,但由于材料缺乏分子结晶性和涂层与导电基底之间的结合力较弱,其电致变色循环稳定性不理想。相比之下,无机材料由于其强的结晶性和化学稳定性而表现出卓越的电致变色稳定性。然而,要实现无机材料的快速切换仍然面临挑战,主要是由于离子和电子在密集晶体内的嵌入和脱出过程复杂。为了提高电致变色材料的切换速度,可以使用多孔结构和复合高导电材料,但这些过程复杂且可能降低结晶性。因此,制备具有均匀可调孔隙度和高结晶性的薄膜材料对于改善离子传输并确保整个膜的氧化还原活性非常重要。然而,目前基于mof的电致变色材料的研究仍处于起步阶段,mof这种多孔结构对于电致变色的优势及潜力并没有完全开发出来。现有技术中mof孔径调节方式较为复杂,mofs电致变色薄膜的稳定性相对不高,mof电致变色器件颜色调制不明显且电致变色器件的制备工艺比较繁琐。与mofs的潜在能力相比,目前的发展还不够充分。因此,为了加快mof电致变色器件的实际应用,有必要进一步探索制备方法,验证mof电致变色技术的潜力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种简单易操作、具有良好电致变
2、本专利技术为实现上述目的采取的技术方案是:一种mof电致变色器件的制备方法,所述一种mof电致变色器件的制备方法是通过以下步骤实现的:
3、s1:选取导电基底,对导电基底进行清洁和亲水化处理;
4、s2:制备电致变色薄膜:通过溶剂热法,在s1获得的清洗后的导电基底表面直接生长mof薄膜;
5、s3:组装mof电致变色器件,mof电致变色器件由上到下包括依次堆叠的第一层透明导电层、s2中制备的mof电致变色薄膜、电解质层和第二透明导电层。
6、进一步的,s1中所述导电基底为fto导电基底、ito导电基底中的一种。
7、进一步的,所述s1中的清洁和亲水化处理的步骤包括:
8、s1.1:对导电基底材料进行洗涤处理:依次用丙酮、无水乙醇、超纯水清洗导电基底;
9、s1.2:将s1.1得到的洗净后的导电基底在真空干燥箱中干燥;
10、s1.3:对s1.2得到的干燥后的导电基底放入不锈钢反应釜前在空气氛围中进行等离子处理。
11、进一步的,所述s1.1中依次用丙酮、无水乙醇、超纯水清洗导电基底的洗涤时间为分别为15-30min;
12、进一步的,所述s1.2中干燥温度为60-100℃,干燥时间为2-6h。
13、进一步的,所述s1.3中等离子处理时间为5-10min。
14、进一步的,所述s2制备电致变色薄膜的步骤包括:
15、s2.1:配制前驱体反应溶液:将有机配体和金属盐溶于有机溶剂中,在常温下搅拌后,得到前驱体反应溶液;
16、s2.2:将s2.1得到的前驱体反应溶液转移到带有导电基底的不锈钢反应釜中,之后将不锈钢反应釜置于鼓风干燥箱中至反应结束;
17、s2.3:待s2.2反应结束不锈钢反应釜自然冷却至室温后,取出导电基底,用蒸馏水和乙醇冲洗;
18、s2.4:将s2.3得到的冲洗后的导电基底在干燥箱中干燥,得到mof电致变色薄膜。
19、进一步的,所述s2.1中有机配体为2,5-二羟基苯甲酸或4,4’-二羟基-3,3’-联苯二甲酸,浓度为25-50mmol/l。
20、进一步的,所述s2.1中金属盐为ni(no3)2·6h2o,浓度为50-100mmol/l。
21、进一步的,所述s2.1中常温下搅拌的方式为超声分散,所述超声分散的时间为5-30min,所述超声分散的功率为40-80w。
22、进一步的,所述s2.2中导电基底与前驱体反应溶液反应时导电基底的导电面朝下。
23、进一步的,所述s2.2中干燥温度为110-130℃,干燥时间为6-12h。
24、进一步的,所述s2.4中干燥温度为40-60℃,干燥时间为6-12h。
25、进一步的,在导电基底与驱体反应溶液反应前,对导电基底进行功能化处理,所述功能化处理具体为将导电基底浸泡在巯基苯甲酸的无水乙醇溶液中,之后将导电基底吹干。
26、进一步的,所述导电基底浸泡在巯基苯甲酸的无水乙醇溶液中的浸泡时间为2h~3h。
27、进一步的,第一层透明导电层为生长mof薄膜的导电基底,第二透明导电层为空白导电基底,所述第一层透明导电层作为正极,所述第二透明导电层作为负极,所述第一层透明导电层的导电面与所述第二透明导电层的导电面相向布置。
28、进一步的,组装mof电致变色器件的步骤包括:
29、s3.1:固定正极与负极;
30、s3.2:对s3.1固定后的正极与负极进行密封,密封过程中在正极与负极之间的电解质层位置处开设有电解液注入口,用于注入电解液;
31、s3.3:通过s3.2中电解液注入口注入电解液后对电解液注入口进行密封。
32、本专利技术的有益效果是:
33、本专利技术通过简单的制备工艺获得了具有良好的稳定性和颜色切换能力的电致变色器件。同时选择两种有机配体与金属镍离子进行配位分别在导电基底上形成均匀生长电致变色薄膜并获得更优孔径mof结构,使用的mof孔径调节方式简单。通过巯基苯甲酸增加膜导电基底与mof薄膜直接的结合位点,制备的mofs电致变色薄膜具有良好的稳定性。制备的mof电致变色器件颜色调制显著。本专利技术制备的电致变色器件可应用于智能窗口、显示器和能源管理等领域。
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1.一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述一种MOF电致变色器件的制备方法是通过以下步骤实现的:
2.根据权利要求1所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:S1中所述导电基底为FTO导电基底、ITO导电基底中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述S1中的清洁和亲水化处理的步骤包括:
4.根据权利要求3所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于所述S2中制备电致变色薄膜的步骤包括:
5.根据权利要求4所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述S2.1中有机配体为2,5-二羟基苯甲酸或4,4’-二羟基-3,3’-联苯二甲酸,浓度为25-50mmol/L。
6.根据权利要求4所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述S2.1中金属盐为Ni(NO3)2·6H2O,浓度为50-100mmol/L。
7.根据权利要求4所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述S2.2中导电基底与前驱体反应溶液反应时导电
8.根据权利要求4所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:在导电基底与驱体反应溶液反应前,对导电基底进行功能化处理,所述功能化处理具体为将导电基底浸泡在巯基苯甲酸的无水乙醇溶液中,之后将导电基底吹干。
9.根据权利要求1所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于:第一层透明导电层为生长MOF薄膜的导电基底,第二透明导电层为空白导电基底,所述第一层透明导电层作为正极,所述第二透明导电层作为负极,所述第一层透明导电层的导电面与所述第二透明导电层的导电面相向布置。
10.根据权利要求9所述的一种MOF电致变色器件的制备方法,其特征在于组装MOF电致变色器件的步骤包括:
...【技术特征摘要】
1.一种mof电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述一种mof电致变色器件的制备方法是通过以下步骤实现的:
2.根据权利要求1所述的一种mof电致变色器件的制备方法,其特征在于:s1中所述导电基底为fto导电基底、ito导电基底中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种mof电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述s1中的清洁和亲水化处理的步骤包括:
4.根据权利要求3所述的一种mof电致变色器件的制备方法,其特征在于所述s2中制备电致变色薄膜的步骤包括:
5.根据权利要求4所述的一种mof电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述s2.1中有机配体为2,5-二羟基苯甲酸或4,4’-二羟基-3,3’-联苯二甲酸,浓度为25-50mmol/l。
6.根据权利要求4所述的一种mof电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述s2.1中金属盐为ni(no3)2·...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐洪波,范雪滢,李虹林,李欣,李垚,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:
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