專利名稱：一種有機無機復合電致變色薄膜的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電致變色薄膜材料技術領域，涉及一種有機無機復合電致變色薄膜的 制備方法。
背景技術：
電致變色是指在外加電壓或電場的作用下，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、視覺大、有記憶功能、工作范圍寬、易于大 面積制作等優(yōu)點，在顯示器件、調光玻璃、信息存儲等領域有著廣泛的應用前景。電致變色薄膜可分為無機電致變色薄膜(如W03、NiO2, MoO3^V2O5等)和有機電致 變色薄膜兩大類。無機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、響應時間較長。有機電致變色材料的光吸收變化來自氧化 還原反應，其響應時間短(可達飛秒級)、色彩豐富、對比度高、易于進行分子設計，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)明內容
本發(fā)明解決的技術問題在于提供有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，以有機 電致變色薄膜為基礎，結合無機電致變色薄膜的優(yōu)點，制備無機復合有機電致變色薄膜，以 提高有機電致變色材料的穩(wěn)定性及壽命。本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)一種有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將檸檬酸溶于體積濃度為25 28%的氨水中配成溶液A，氨水的量以能溶解檸 檬酸為準；將鎢粉溶于體積濃度為30%的過氧化氫溶液中配成溶液B，過氧化氫的量以使鎢 粉完全反應為準；2)按照鎢粉與檸檬酸的摩爾比為1 1.5 2.5的比例，將溶液A與溶液B充分 混合，然后加入無水乙醇和聚乙二醇，無水乙醇與氨水體積比為1 1 1.5，聚乙二醇為檸 檬酸質量的1/3 1/2，攪拌溶解，再用氨水調節(jié)溶膠的PH為5 7配成前驅物；3)將前驅物在80 90°C水浴蒸發(fā)直至得到濕凝膠，然后將濕凝膠在130 140°C 條件下進行干燥發(fā)泡得到干凝膠，再將干凝膠在400 500°C進行恒溫煅燒，煅燒3 5h后 取出，得到納米WO3粉體；4)將ITO玻璃基板浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，再加入過硫酸胺，使 過硫酸胺的濃度為0. 2 0. 25mol/L ；30 80°C反應2 24h，提拉成膜后將納米WO3粉體 噴霧沉積于ITO玻璃基板上，常溫干燥；5)將干燥后的玻璃基板再次按照步驟4)，提拉成膜后WO3粉體噴霧沉積，反復操 作若干次，獲得無機復合有機電致變色薄膜。所述含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，苯胺濃度為0. 1 0. 2mol/L，鹽酸濃度為0. 5 lmol/L，苯胺與鄰苯二胺摩爾比為1 0. 8 0. 5。所述的ITO玻璃基板在浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液前，將其依次用去離 子水、體積濃度98%的硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗，再用氮氣吹干。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果本發(fā)明提供的有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，以有機電致變色薄膜為基 礎，在ITO玻璃基板上形成苯胺/鄰苯二胺有機層之后噴霧沉積納米WO3粉體，在干燥后反 復浸入形成苯胺/鄰苯二胺有機層、WO3粉體噴霧操作，在ITO玻璃基板上獲得多層有機無 機復合薄膜；這樣有機電致變色薄膜結合了無機電致變色薄膜的性能優(yōu)越穩(wěn)定的優(yōu)點。與 現(xiàn)有有機電致變色薄膜相比，本發(fā)明制備的有機無機復合電致變色薄膜，復合的無機材料 部分能夠提高有機電致變色材料的穩(wěn)定性及壽命。
具體實施例方式下面結合具體實施例對有機無機復合電致變色薄膜的制備方法做詳細的說明，所 述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。實施例1有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將檸檬酸192. 14g (Imol)溶于體積濃度為25%的200ml氨水中，配成溶液A ；將鎢粉122. 56g(0. 67mol)溶于積濃度為30%的200ml過氧化氫溶液中配成溶液 B ；2)按照鎢粉與檸檬酸的摩爾比為1 1. 5的比例，將溶液A與溶液B充分混合，然 后加入200ml的無水乙醇和96. 07g的聚乙二醇，攪拌溶解配成前驅物；3)將前驅物在80°C水浴蒸發(fā)直至得到濕凝膠，然后將濕凝膠在130°C條件下進行 干燥發(fā)泡得到干凝膠，再將干凝膠在400°C進行恒溫煅燒，煅燒5h后取出，得到納米WO3粉 體；4)將ITO玻璃基板依次用去離子水、體積濃度98%的硫酸、異丙醇、去離子水超聲 清洗，再用氮氣吹干；然后將ITO玻璃基板浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中(苯胺的 濃度為0. lmol/L,鹽酸的濃度為0. 5mol/L,鄰苯二胺的濃度為0. 08mol/L)，再加入過硫酸 胺作為氧化劑，使其濃度達到0. 2mol/L, 30°C反應24h，提拉成膜后直接將納米WO3粉體噴 霧沉積于ITO玻璃基板上，常溫干燥；5)將干燥后的玻璃基板再次按照步驟4)，提拉成膜后噴霧沉積納米WO3粉體，反 復操作3次，獲得無機復合有機電致變色薄膜。制備完成的有機電致變色薄膜加負電時為深藍色，當加正電時則變色為淺綠色。實施例2有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將檸檬酸192. 14g (Imol)溶于體積濃度為28%的200ml氨水中，配成溶液A ；將鎢粉73. 54g(0. 4mol)溶于體積濃度為30%的200ml過氧化氫溶液中配成溶液 B，過氧化氫的量以使鎢粉完全反應為準；2)按照鎢粉與檸檬酸的摩爾比為1 2. 5的比例，將溶液A與溶液B充分混合，然 后加入130ml無水乙醇和64. 04g的聚乙二醇，攪拌溶解配成前驅物；
3)將前驅物在90°C水浴蒸發(fā)直至得到濕凝膠，然后將濕凝膠在140°C條件下進行 干燥發(fā)泡得到干凝膠，再將干凝膠在500°C進行恒溫煅燒，煅燒3h后取出，得到納米WO3粉 體；4)將ITO玻璃基板依次用去離子水、體積濃度98%的硫酸、異丙醇、去離子水超聲 清洗，再用氮氣吹干；然后將ITO玻璃基板浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中(苯胺的 濃度為0. 2mol/L，鹽酸的濃度為lmol/L，鄰苯二胺的濃度為0. lmol/L)，再加入過硫酸胺作 為氧化劑，使其濃度達到0. 25mol/L，8(TC反應2h，提拉成膜后直接將納米WO3粉體噴霧沉 積于ITO玻璃基板上，常溫干燥；5)將干燥后的玻璃基板再次按照步驟4)，提拉成膜后噴霧沉積納米WO3粉體，反 復操作2次，獲得無機復合有機電致變色薄膜。實施例3有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將檸檬酸192. 14g (Imol)溶于體積濃度為28%的200ml氨水中，配成溶液A ；將鎢粉91. 925g(0. 5mol)溶于體積濃度為30%的200ml過氧化氫溶液中配成溶液 B，過氧化氫的量以使鎢粉完全反應為準；2)按照鎢粉與檸檬酸的摩爾比為1 2的比例，將溶液A與溶液B充分混合，然后 加入IOOml的無水乙醇和80g的聚乙二醇，攪拌溶解配成前驅物；3)將前驅物在85°C水浴蒸發(fā)直至得到濕凝膠，然后將濕凝膠在135°C條件下進行 干燥發(fā)泡得到干凝膠，再將干凝膠在450°C進行恒溫煅燒，煅燒4h后取出，得到納米WO3粉 體；4)將ITO玻璃基板依次用去離子水、體積濃度98%的硫酸、異丙醇、去離子水超聲 清洗，再用氮氣吹干；然后將ITO玻璃基板浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中(苯胺的 濃度為0. 15mol/L，鹽酸的濃度為0. 8mol/L，鄰苯二胺的濃度為0. 09mol/L)，再加入過硫酸 胺作為氧化劑，使其濃度達到0. 22mOl/L，60°C反應10h，提拉成膜后直接將納米WO3粉體噴 霧沉積于ITO玻璃基板上，常溫干燥；5)將干燥后的玻璃基板再次按照步驟4)，提拉成膜后噴霧沉積納米WO3粉體，反 復操作5次，獲得無機復合有機電致變色薄膜。實施例4有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，包括以下步驟1)將檸檬酸192. 14g (Imol)溶于體積濃度為28%的200ml氨水中，配成溶液A ；將鎢粉101. llg(0. 55mol)溶于體積濃度為30%的200ml過氧化氫溶液中配成溶 液B，過氧化氫的量以使鎢粉完全反應為準；2)按照鎢粉與檸檬酸的摩爾比為1 1.8的比例，將溶液A與溶液B充分混合，然 后加入IOOml的無水乙醇和85g的聚乙二醇，攪拌溶解配成前驅物；3)將前驅物在86°C水浴蒸發(fā)直至得到濕凝膠，然后將濕凝膠在138°C條件下進行 干燥發(fā)泡得到干凝膠，再將干凝膠在480°C進行恒溫煅燒，煅燒4. 5h后取出，得到納米WO3 粉體；4)然后將ITO玻璃基板浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中(苯胺的濃度為 0. 12mol/L，鹽酸的濃度為0. 6mol/L，鄰苯二胺的濃度為0. 072mol/L)，再加入過硫酸胺作為氧化劑，使其濃度達到0. 24mol/L, 50°C反應20h，提拉成膜后直接將納米WO3粉體噴霧沉 積于ITO玻璃基板上，常溫千燥； 5)將干燥后的玻璃基板再次按照步驟4)，提拉成膜后噴霧沉積納米WO3粉體，反 復操作5次，獲得無機復合有機電致變色薄膜。
權利要求
一種有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將檸檬酸溶于氨水中配成溶液A，氨水的量以能溶解檸檬酸為準；將鎢粉溶于過氧化氫溶液中配成溶液B，過氧化氫的量以使鎢粉完全反應為準；2)按照鎢粉與檸檬酸的摩爾比為1∶1.5～2.5的比例，將溶液A與溶液B充分混合，然后加入無水乙醇和聚乙二醇，無水乙醇與氨水體積比為1∶1～1.5，聚乙二醇為檸檬酸質量的1/3～1/2，攪拌溶解，再用氨水調節(jié)溶膠的PH為5～7配成前驅物；3)將前驅物在80～90℃水浴蒸發(fā)直至得到濕凝膠，然后將濕凝膠在130～140℃條件下進行干燥發(fā)泡得到干凝膠，再將干凝膠在400～500℃進行恒溫煅燒，煅燒3～5h后取出，得到納米WO3粉體；4)將ITO玻璃基板浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，再加入過硫酸胺，使過硫酸胺的濃度為0.2～0.25mol/L；30～80℃反應2～24h，提拉成膜后將納米WO3粉體噴霧沉積于ITO玻璃基板上，常溫干燥；5)將干燥后的玻璃基板再次按照步驟4)，提拉成膜后噴霧沉積納米WO3粉體，反復操作若干次，獲得無機復合有機電致變色薄膜。
2.如權利要求1所述的有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，含有苯 胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液中，苯胺濃度為0. 1 0. 2mol/L，鹽酸濃度為0. 5 lmol/L，苯胺 與鄰苯二胺的摩爾比為1 0.8 0.5。
3.如權利要求1所述的有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述的 氨水的體積濃度為25 28%，過氧化氫溶液的體積濃度為30%。
4.如權利要求1所述的有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，所述的 ITO玻璃基板在浸入含有苯胺與鄰苯二胺的鹽酸溶液前，將其依次用去離子水、體積濃度 98%的硫酸、異丙醇、去離子水超聲清洗，再用氮氣吹干。全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機無機復合電致變色薄膜的制備方法，此復合膜有機層采用苯胺/鄰苯二胺，無機材料為WO3。以鎢粉、檸檬酸、聚乙二醇配置前驅物，經凝膠化、干燥、煅燒后獲得納米WO3粉體。將苯胺和鄰苯二胺加入酸性水溶液中，溶解后均勻浸入處理過的ITO玻璃，加入氧化劑，一定時間后提拉出來，將所制備的WO3粉體噴霧沉積于有機膜上，而后進行后處理即可獲得有機無機復合薄膜。
文檔編號C03C17/42GK101891403SQ20101023225
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)明者伍媛婷, 王秀峰 申請人:陜西科技大學