專利名稱：一種NiO₂無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電致變色薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄 膜的制備方法。
背景技術(shù)：
電致變色是指在外加電壓或電場(chǎng)的作用下，材料的顏色或透明度的穩(wěn)定的可逆變 化。電致變色薄膜具有工作電壓低、能耗小、環(huán)保、視覺(jué)大、有記憶功能、工作范圍寬、易于大 面積制作等優(yōu)點(diǎn)，在顯示器件、調(diào)光玻璃、信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。電致變色薄膜可分為無(wú)機(jī)電致變色薄膜(如W03、NiO2, MoO3^V2O5等)和有機(jī)電致 變色薄膜兩大類。無(wú)機(jī)電致變色材料的光吸收變化是因離子和電子的雙注入/抽取引起， 其性能優(yōu)越穩(wěn)定，但色彩較單一、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。有機(jī)電致變色材料的光吸收變化來(lái)自氧化 還原反應(yīng)，其響應(yīng)時(shí)間短(可達(dá)飛秒級(jí))、色彩豐富、對(duì)比度高、易于進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，且斷電 后可保持變色效果，具有記憶效果，但其穩(wěn)定性較差，壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種有機(jī)復(fù)合MO2無(wú)機(jī)電致變色薄膜的制備方 法，以有機(jī)電致變色薄膜為基礎(chǔ)，結(jié)合無(wú)機(jī)電致變色薄膜的優(yōu)點(diǎn)，提高有機(jī)電致變色材料的 穩(wěn)定性及壽命。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將聚乙二醇加入無(wú)水乙醇中攪拌使聚乙二醇完全溶解得溶液A，無(wú)水乙醇的量 以能溶聚乙二醇為準(zhǔn)，然后按醋酸鎳聚乙二醇=1 1 2的質(zhì)量比將醋酸鎳加入到溶 液A中，攪拌均勻后用氨水調(diào)節(jié)pH值至7 8. 5，于60 80°C下攪拌回流配置成前驅(qū)體溶 膠；2)將ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置后轉(zhuǎn)入烘箱中干燥，再經(jīng)煅 燒在ITO玻璃基片上形成NiO2薄膜；3)將步驟2)的ITO玻璃基片浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，苯胺濃度 為0.2 0.3mol/L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1 1 0. 8 ；然后加入過(guò)硫酸胺，使混合溶 液中過(guò)硫酸胺的濃度為0. 25 0. 3mol/L,30 80°C反應(yīng)2 36h，提拉成膜后常溫干燥， 得到有機(jī)復(fù)合MO2無(wú)機(jī)電致變色薄膜。所述的聚乙二醇的相對(duì)分子質(zhì)量為4000 6000。所述的ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠前，將ITO玻璃依次用去離子水、體積濃度 98%硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗，最后用N2吹干。所述的ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置5 lOmin，轉(zhuǎn)入120 130°C烘箱中干燥60 120min，再在200 300°C煅燒1. 5 3h，在ITO玻璃基片上形成 NiO2薄膜。
所述的鹽酸的濃度為1 1. 2mol/L。所述的NiO2薄膜所包含的NiO2與苯胺的摩爾比為1 2 3。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果本發(fā)明提供的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合電致變色薄膜的制備方法，首先制備前驅(qū)體溶膠，再 將ITO玻璃基板浸入前驅(qū)體溶膠中，提拉成膜取出后經(jīng)干燥、煅燒在ITO玻璃基板上附著形 成多孔的NiO2薄膜，然后再浸入含有有機(jī)物的鹽酸溶液中，在氧化劑存在下反應(yīng)，提拉后形 成MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜。所形成的復(fù)合變色薄膜，以多孔NiO2薄膜為基底，有機(jī)層為苯胺/鄰苯二胺，在保 持原有有機(jī)電致變色薄膜的特點(diǎn)的同時(shí)，還結(jié)合了無(wú)機(jī)電致變色薄膜的性能優(yōu)越、穩(wěn)定的 優(yōu)點(diǎn)。與現(xiàn)有有機(jī)電致變色薄膜相比，本發(fā)明制備的無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜，提高有機(jī) 電致變色材料的穩(wěn)定性及壽命。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法做詳細(xì)的說(shuō) 明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。實(shí)施例1NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將聚乙二醇IOOg加入200ml的無(wú)水乙醇中攪拌使聚乙二醇完全溶解得溶液A， 然后按醋酸鎳聚乙二醇=1 1的質(zhì)量比將IOOg醋酸鎳加入到溶液A中，攪拌均勻后用 氨水調(diào)節(jié)pH值至7，于60°C下攪拌回流配置成前驅(qū)體溶膠。2)將ITO玻璃依次用去離子水、體積濃度98%硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗， 最后用N2吹干；然后將ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置5min，轉(zhuǎn)入120°C烘 箱中干燥120min，再在200°C煅燒3h，在ITO玻璃基片上形成NiO2薄膜。3)將步驟2)所制備的ITO玻璃基片浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，NiO2 薄膜所包含的NiO2與苯胺的摩爾比為1 2，鹽酸的濃度為lmol/L，苯胺濃度為0.2mol/ L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1 1 ；然后加入過(guò)硫酸胺，使混合溶液中過(guò)硫酸胺的濃度為 0. 25mOl/L，30°C反應(yīng)36h，提拉成膜后常溫干燥，得到有機(jī)復(fù)合NiO2無(wú)機(jī)電致變色薄膜。實(shí)施例2NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將聚乙二醇IOOg加入200ml的無(wú)水乙醇中攪拌使聚乙二醇完全溶解得溶液A， 然后按醋酸鎳聚乙二醇=1 2的質(zhì)量比將50g醋酸鎳加入到溶液A中，攪拌均勻后用 氨水調(diào)節(jié)pH值至8. 5，于80°C下攪拌回流配置成前驅(qū)體溶膠。2)將ITO玻璃依次用去離子水、體積濃度98%硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗， 最后用N2吹干；然后將ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置lOmin，轉(zhuǎn)入130°C 烘箱中干燥60min，再在300°C煅燒1. 5h，在ITO玻璃基片上形成多孔的NiO2薄膜。3)將步驟2)所制備的ITO玻璃基片浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，NiO2 薄膜所包含的NiO2與苯胺的摩爾比為1 3，鹽酸的濃度為1.2mol/L，苯胺濃度為0.2mol/ L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1 0.8;然后加入過(guò)硫酸胺，使混合溶液中過(guò)硫酸胺的濃度為 0. 3mOl/L，80°C反應(yīng)2h，提拉成膜后常溫干燥，得到有機(jī)復(fù)合NiO2無(wú)機(jī)電致變色薄膜。
實(shí)施例3NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將聚乙二醇IOOg加入200ml的無(wú)水乙醇中攪拌使聚乙二醇完全溶解得溶液A， 然后按醋酸鎳聚乙二醇=1 1.5的質(zhì)量比將66. 7g醋酸鎳加入到溶液A中，攪拌均勻 后用氨水調(diào)節(jié)PH值至8，于70°C下攪拌回流配置成前驅(qū)體溶膠。2)將ITO玻璃依次用去離子水、體積濃度98%硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗， 最后用N2吹干；然后將ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置8min，轉(zhuǎn)入125°C烘 箱中干燥lOOmin，再在250°C煅燒2h，在ITO玻璃基片上形成多孔的NiO2薄膜。3)將步驟2)所制備的ITO玻璃基片浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，鹽酸 的濃度為1. lmol/L，苯胺濃度為0.25mol/L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1 0. 95 ；然后加入 過(guò)硫酸胺，使混合溶液中過(guò)硫酸胺的濃度為0. 28mol/L，5(TC反應(yīng)10h，提拉成膜后常溫干 燥，得到有機(jī)復(fù)合MO2無(wú)機(jī)電致變色薄膜。實(shí)施例4NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將聚乙二醇IOOg加入200ml的無(wú)水乙醇中攪拌使聚乙二醇完全溶解得溶液A， 然后按醋酸鎳聚乙二醇=1 1.6的質(zhì)量比將62. 5g醋酸鎳加入到溶液A中，攪拌均勻 后用氨水調(diào)節(jié)PH值至7. 6，于75°C下攪拌回流配置成前驅(qū)體溶膠。2)將ITO玻璃依次用去離子水、體積濃度98%硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗， 最后用N2吹干；然后將ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置7. 5min，轉(zhuǎn)入124°C 烘箱中干燥90min，再在280°C煅燒1. 65h，在ITO玻璃基片上形成多孔的NiO2薄膜。3)將步驟2)所制備的ITO玻璃基片浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中， NiO2薄膜所包含的NiO2與苯胺的摩爾比為1 2. 6，鹽酸的濃度為1. lmol/L，苯胺濃度為 0.25mol/L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1 0. 85 ；然后加入過(guò)硫酸胺，使混合溶液中過(guò)硫酸 胺的濃度為0. 27mol/L，45°C反應(yīng)30h，提拉成膜后常溫干燥，得到有機(jī)復(fù)合NiO2無(wú)機(jī)電致 變色薄膜。實(shí)施例5NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將聚乙二醇IOOg加入200ml的無(wú)水乙醇中攪拌使聚乙二醇完全溶解得溶液A， 然后按醋酸鎳聚乙二醇=1 1.2的質(zhì)量比將83. 3g醋酸鎳加入到溶液A中，攪拌均勻 后用氨水調(diào)節(jié)PH值至7. 2，于65°C下攪拌回流配置成前驅(qū)體溶膠。2)將ITO玻璃依次用去離子水、體積濃度98%硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗， 最后用N2吹干；然后將ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置6min，轉(zhuǎn)入124°C烘 箱中干燥80min，再在260°C煅燒2. 5h，在ITO玻璃基片上形成多孔的NiO2薄膜。3)將步驟2)所制備的ITO玻璃基片浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中， NiO2薄膜所包含的NiO2與苯胺的摩爾比為1 2. 2，鹽酸的濃度為1. 15mol/L，苯胺濃度為 0.26mol/L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1 0. 9 ；然后加入過(guò)硫酸胺，使混合溶液中過(guò)硫酸胺 的濃度為0. 26mol/L，75°C反應(yīng)15h，提拉成膜后常溫干燥，得到有機(jī)復(fù)合NiO2無(wú)機(jī)電致變 色薄膜。
權(quán)利要求
一種NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將聚乙二醇加入無(wú)水乙醇中攪拌使聚乙二醇完全溶解得溶液A，無(wú)水乙醇的量以能溶聚乙二醇為準(zhǔn)，然后按醋酸鎳∶聚乙二醇＝1∶1～2的質(zhì)量比將醋酸鎳加入到溶液A中，攪拌均勻后用氨水調(diào)節(jié)pH值至7～8.5，于60～80℃下攪拌回流配置成前驅(qū)體溶膠；2)將ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置后轉(zhuǎn)入烘箱中干燥，再經(jīng)煅燒在ITO玻璃基片上形成NiO2薄膜；3)將步驟2)的ITO玻璃基片浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，苯胺濃度為0.2～0.3mol/L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1∶1～0.8；然后加入過(guò)硫酸胺，使混合溶液中過(guò)硫酸胺的濃度為0.25～0.3mol/L，30～80℃反應(yīng)2～36h，提拉成膜后常溫干燥，得到有機(jī)復(fù)合NiO2無(wú)機(jī)電致變色薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，其特征在于， 所述的聚乙二醇的相對(duì)分子質(zhì)量為4000 6000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，其特征在于， 所述的ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠前，將ITO玻璃依次用去離子水、體積濃度98%硫酸、 異丙醇、去離子水超聲清洗，最后用N2吹干。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，其特征在于， 所述的ITO玻璃基片浸入前驅(qū)體溶膠后提拉成膜，靜置5 lOmin，轉(zhuǎn)入120 130°C烘箱 中干燥60 120min，再在200 300°C煅燒1. 5 3h，在ITO玻璃基片上形成NiO2薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，其特征在于， 鹽酸的濃度為1 1. 2mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，其特征在于， 步驟3)中NiO2薄膜所包含的NiO2與苯胺的摩爾比為1 2 3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜的制備方法，首先制備前驅(qū)體溶膠，再將ITO玻璃基板浸入前驅(qū)體溶膠中，提拉成膜取出后經(jīng)干燥、煅燒在ITO玻璃基板上附著形成多孔的NiO2薄膜，然后再浸入含有有機(jī)物的鹽酸溶液中，在氧化劑存在下反應(yīng)，提拉后形成NiO2無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜。與現(xiàn)有有機(jī)電致變色薄膜相比，本發(fā)明制備的無(wú)機(jī)復(fù)合有機(jī)電致變色薄膜，提高有機(jī)電致變色材料的穩(wěn)定性及壽命。
文檔編號(hào)C03C17/34GK101898872SQ20101023224
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者伍媛婷, 王秀峰 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)