[发明专利]一种普鲁士蓝/三氧化钨电致变色薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种普鲁士蓝/三氧化钨电致变色薄膜及其制备方法。所述的薄膜具有双阵列有序结构，比表面积大，可为电解质离子增加有序的离子扩散通道，可以对近红外光波段和可见光波段进行选择性调制。所述的制备方法包括：先以聚苯乙烯模板作为工作电极，钨酸钠、过氧化氢和盐酸的水溶液作为电沉积液，电化学沉积后去除聚苯乙烯模板得到具有碗状有序结构的三氧化钨电致变色薄膜，然后将得到的具有碗状有序结构的三氧化钨电致变色薄膜作为工作电极，FeCl₃、K₃[Fe(CN)]₆、KCl的水溶液作为电沉积液，电化学沉积即得到普鲁士蓝/三氧化钨电致变色薄膜。所述的制备方法无需焙烧，具有操作简便、高效节能、产品可控等优点。

技术领域

本发明涉及电致变色薄膜领域，具体涉及一种普鲁士蓝/三氧化钨电致变色薄膜及其制备方法。

背景技术

电致变色是指在电压的外界调控下，材料颜色或透过率发生稳定可逆的变化的过程。国内外学者围绕电致变色薄膜及其应用进行了深入广泛的研究。

对太阳辐射而言，可见光(波长为0.4～0.7μm)的能量占太阳辐射全部能量的45％，近红外光(波长为0.7～2.5μm)占49％。可见光影响建筑室内采光，而且可见光和近红外光又同时影响对室内温度。如果想要达到最优的节能目的，则需要实现同时对可见光和近红外光的可控调节。

然而，传统的电致变色材料通常只关注单一可见光波段或者单一近红外波段的调制，无法实现对两个波段的动态选择性调制。普鲁士蓝和三氧化钨是两种常见的电致变色材料。普鲁士蓝的变色主要体现在可见光波段，对近红外的调制基本为零；而三氧化钨由于具有表面等离子体共振，对近红外波段具有明显的调制效果。

电致变色反应一般最先发生在材料表面，因此通过对材料结构的调控来增大材料和电解液在变色过程中的接触面积可以缩短离子扩散路径，有利于离子在材料中的快速嵌入和脱出，从而可以有效提升材料电致变色性能。

公开号为CN 108483939 A的专利说明书公开了一种有效调制太阳光透射率的电致变色薄膜及其制备方法。所述的制备方法首先采用激光干涉结合感光溶胶凝胶法制备Cs_xWO₃纳米点阵，然后采用溶胶凝胶法在点阵间隙填充非晶氧化钨基质，形成含有Cs_xWO₃纳米点阵嵌入型的非晶氧化钨复合薄膜。所述的制备方法具有工艺可控且能大面积制膜的特点，适合产业化生产。根据所述的制备方法制备得到的复合薄膜具有较优的分区(可见光区和近红外光区)的调控能力，在632.5nm、900nm和2000nm波长的光学调制值均为60％左右。

公开号为CN 106938892 A的专利说明书公开了一种可对可见近红外双调控的新型复合薄膜的制备方法，包括：先将预处理后的基底交替浸入正电荷的聚电解质溶液和负电荷的氧化钨纳米材料溶液中，氮气吹干得到聚电解质和氧化钨纳米材料多层薄膜；再将所述的多层薄膜交替浸入正电荷的聚电解质溶液和负电荷的多金属氧酸盐溶液中，氮气吹干得到可对可见近红外双调控的新型复合薄膜。所述的新型复合薄膜可根据不同的性能要求调节氧化钨纳米材料和多金属金属氧酸盐的种类与层数，可实现对可见光及近红外光区分别可逆调控。

发明内容

针对本领域现有单一电致变色材料变色时间长、调制范围窄、着色效率低、无法实现选择性调节可见光波段和近红外波段光热等技术问题，本发明提供了一种普鲁士蓝/三氧化钨电致变色薄膜及其制备方法，所述的普鲁士蓝/三氧化钨电致变色薄膜具有双阵列有序结构。

一种普鲁士蓝/三氧化钨电致变色薄膜的制备方法，包括：

(1)制备模板：在干净的导电玻璃上铺展单层聚苯乙烯微球，加热得到聚苯乙烯模板；