[发明专利]有机无机电致变色复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电致变色薄膜的制备方法，特别涉及一种有机无机电 致变色复合膜的制备方法。

背景技术

电致变色是指在外加电压或电场的作用下，材料的颜色或透明度的稳 定的可逆变化。电致变色薄膜具有工作电压低、能耗小、环保、视觉 大、有记忆功能、工作范围宽、易于大面积制作等优点，在显示器件 、调光玻璃、信息存储等领域有着广泛的应用前景。电致变色薄膜可 分为无机电致变色薄膜（如WO₃、NiO₂、MoO₃、V₂O₅等）和有机电致变 色薄膜两大类。无机电致变色膜以氧化钨膜为代表，其耐候性好、稳 定性好、寿命长，但色彩单一、响应时间过长，不利于电致变色薄膜 的应用。有机无机电致变色复合膜不仅保留了无机薄膜应用稳定性好 及长寿命的优点，还结合有机电致变色材料色彩丰富、响应时间短的 优点。有机无机电致变色复合膜的应用性能受到有机和无机材料之间 的结合方式的影响，两者之间的分布是否均匀直接影响到其电致变色 性能及寿命。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种有机无机 电致变色复合膜的制备方法，以无机电致变色薄膜为基础，结合有机 电致变色薄膜的优点，提高无机电致变色材料的色彩及响应时间。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

有机无机电致变色复合膜的制备方法，包括以下步骤：

第一步，制备SiO₂纳米或亚微米球；

第二步，将粒径比为D_SiO2：D_有机微球=5～8：1的两种球体颗粒按质量比为m_SiO2： m_有机微球=10～20：1分别进行称取，然后分别将两种球体颗粒超声分散于有 机溶剂中，超声时间为2～3h，将两悬浮液混合后继续超声2～3h，得 到混合悬浮液，其颗粒的质量分数为1%～2%，其中：D_SiO2表示SiO₂的直 径，D_有机微球表示有机微球的直径，m_SiO2表示SiO₂的质量，m_有机微球表示有机微球的 质量； 

第三步，将基底垂直浸入已放置平稳的混合悬浮液中，在40～50℃下 真空干燥，待溶液完全蒸发后，在基底表面生长出一层双尺寸胶体晶 体；

第四步，将双尺寸胶体晶体在一定温度下煅烧4～6h，煅烧温度为所用 有机微球的燃烧分解温度，即获得非密堆蛋白石SiO₂胶体晶体；

第五步，将钨粉与柠檬酸分别溶于质量浓度为25～28%氨水中，氨水以 能溶解钨粉与柠檬酸为准，按照钨粉与柠檬酸的摩尔比为1：1.5～2. 5的比例，将钨粉的氨水溶液与柠檬酸的氨水溶液混合，然后加入无水 乙醇和聚乙二醇，无水乙醇与氨水总量的体积比为1：1～2，聚乙二醇 为柠檬酸质量的1/3～1/2，搅拌溶解，再用氨水调节溶胶的pH为5～7 配成前驱物，前驱物在80～90℃水浴蒸发直至得到湿凝胶，将非密堆 SiO₂胶体晶体垂直浸入湿凝胶中30～60min，然后在130～140℃条件下 干燥，再经400～500℃煅烧3～5h后即获得无机膜；

第六步，将所得无机膜浸入质量浓度为2%～3%的氢氟酸溶液中12～24 h以去除SiO₂模板，清洗干燥后浸入含有苯胺与邻苯二胺的盐酸溶液中 ，所述盐酸溶液中苯胺浓度为0.2～0.3mol/L，苯胺与邻苯二胺摩尔比 为1：1～0.8，苯胺与第五步中钨粉的摩尔比为2～3：1，然后加入过 硫酸铵，使混合溶液中过硫酸铵的浓度为0.25～0.3 mol/L，30～80 ℃反应2～24h，提拉成膜常温干燥即得有机无机电致变色复合膜。

其中，

所述第一步制备SiO₂纳米或亚微米球按照以下步骤实现：

首先，将正硅酸乙酯溶于a份的无水乙醇配置成溶液A；

其次，将正硅酸乙酯体积0.8～5倍的质量浓度为25%～28%的氨水溶于 b份的无水乙醇配置成溶液B，a:b=1:1～2；