[发明专利]一种电致变色和红外变发射材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能薄膜材料技术领域，涉及到聚苯胺及其衍生物电致变色和红外变发射材料的电化学制备技术。

背景技术

电致变色(Electrochromism，EC)是指在外界电场的作用下，材料发生氧化或还原反应导致其对光透射或反射产生可逆变化，在外观上表现为颜色的可逆变色现象。电致变色材料在实际应用中可以通过控制外加电场来调节物质的颜色变化、变色速度、变色深浅等，使变色现象按照预定的模式进行。Ashwin Ushas公司研究人员报道，导电聚合物电致变色材料的红外发射率变化值和红外反射率变化值在0.2-0.79和13％-85％，其耐老化性能、变色循环性能、抗辐射性能等综合性能指标均达到应用要求。因此电致变色材料已经作为一种智能窗材料或智能隐身材料越来越走向成熟，经过研究人员的努力很多有开拓性的研究成果和应用成果相继公布。Chandrasekhar(Prasanna Chandrasekhar，Brian J.Zay，Gaj C.Birur，Suraj Rawal，Edward A.Pierson，Lonny Kauder，Theodore Swanson.Adv.Funct.Mater.2002，12，95-103)等通过恒电位方式制备得到苯胺与二苯胺的共聚物变色膜，并测试了该变色膜在8-14μm范围内的平均发射率变化能大于0.3，并指出该方式得到的变色膜能在红外变发射率材料中发挥作用。Li(Hua Li，Kai Xie，Yi Pan，Meng Yao，Cong Xin.Synth.Met.，2009，159，1386-1388)等通过恒电流方式制备得到了聚苯胺电致变色材料，考查该变色膜红外波段的性能，得到在8-12μm范围内的平均发射率变化为0.34，同时指出该方式得到的聚苯胺材料在红外波段能改变发射率，因而在相关领域中有潜在应用前景。

发明内容

本发明提供一种电致变色和红外变发射材料的制备方法，该方法具有方法简单、操作简便，成本低廉的特点；所制备的电致变色和红外变发射材料在外界电场作用下，能够呈现明显的着色态和褪色态；同时本发明所制备的电致变色和红外变发射材料在波长为8～14μm的红外波段范围内具有较大的平均发射率(大于0.3)。

本发明技术方案如下：

一种电致变色和红外变发射材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：衬底清洗备用。首先将市售ITO玻璃裁成均匀大小的ITO玻璃衬底，然后将ITO玻璃衬底依次在去离子水、无水乙醇中充分超声清洗，清洗完成后储存在无水乙醇中备用。

步骤2：铜片清洗备用。采用与ITO玻璃衬底的铜片采用，先除去铜片表面的氧化物，经表面打磨后，依次在去离子水、无水乙醇超声清洗后备用。

步骤3：配制电化学循环伏安法沉积电致变色和红外变发射材料所需溶液。所述溶液的配制包括以下三种方式：1)采用去离子水、十二烷基苯磺酸钠和邻甲氧基苯胺配制，首先将去离子水盛于容器中，然后依次加入十二烷基苯磺酸钠和邻甲氧基苯胺，其中去离子水、十二烷基苯磺酸钠、邻甲氧基苯胺的质量比为170∶0.1∶1.3，搅拌均匀后滴加酸类pH值调节剂，使溶液pH值保持为1～2之间，得到溶液A；2)采用去离子水、十二烷基苯磺酸钠、邻甲氧基苯胺和苯胺配制，首先将去离子水盛于容器中，然后依次加入十二烷基苯磺酸钠、邻甲氧基苯胺和苯胺，其中邻甲氧基苯胺和苯胺的加入量为等摩尔量，去离子水、十二烷基苯磺酸钠、邻甲氧基苯胺的质量比为170∶0.1∶1.3，搅拌均匀后滴加酸类pH值调节剂，使溶液pH值保持为1～2之间，得到溶液B；3)采用去离子水、十二烷基苯磺酸钠、邻甲氧基苯胺和邻硝基苯胺配制，首先将去离子水盛于容器中，然后依次加入十二烷基苯磺酸钠、邻甲氧基苯胺和邻硝基苯胺，其中邻甲氧基苯胺和邻硝基苯胺的加入摩尔量之比为35∶1，去离子水、十二烷基苯磺酸钠、邻甲氧基苯胺的质量比约为170∶0.1∶1.3，搅拌均匀后滴加酸类pH值调节剂，使溶液pH值保持为1～2之间，得到溶液C。