[发明专利]一种在低温下制备氧化镍纳米晶电致变色薄膜的方法

说明书

一种在低温下制备氧化镍纳米晶电致变色薄膜的方法，包括如下步骤：(1)制备浅蓝色浑浊液；(2)制备前驱体溶液；(3)对前驱体溶液进行干燥、研磨、分散；(4)衬底的处理；(5)制备纳米晶电致变色薄膜。本发明的有益效果是：本发明的一种在低温下制备氧化镍纳米晶电致变色器件的方法，用液相沉淀的方法制备出纳米尺寸的氧化镍纳米晶，纳米晶尺寸小，活性高，比表面积大，有利于离子的脱出和嵌入，提高传输效率，从而提高变色效率。制备得到的纳米晶只需要很少的量即可制备出大量的电致变色薄膜，有利于降低生产成本，是一种简单便捷且成本低廉的制备大面积电致变色层的方法。

技术领域

本发明属于电致变色器件领域，尤其涉及一种在低温下制备氧化镍纳米晶电致变色薄膜的方法。

背景技术

电致变色是指在外加电场的作用下，材料发生光吸收或光散射，从而导致颜色和透明度发生可逆变化的现象。电致变色玻璃可选择性对外界的可见光和热辐射进行吸收或反射，亦可阻止内部能量的扩散，从而达到动态调节建筑物的温度。将电致变色应用在能源领域达到节约能耗的效果，极具社会意义和商业价值；因此，电致变色技术可以被广泛地应用于建筑，航空，和地面交通等领域。

氧化镍作为一种典型的阳极电致变色材料，因为其光学透过率可调幅度大，具有稳定的电致变色性能和较长的循环寿命，备受关注。但常见的制备方法主要集中于磁控溅射法和溶胶-凝胶法和电化学沉积法等。但上述方法或依赖于复杂昂贵的设备和对环境条件苛刻要求，难以制备出大面积且性能良好的NiO_x薄膜；或在成膜过程中需要进行高温热处理，导致方法繁琐，能源消耗较大，且没法很好应用于柔性导电薄膜。因此，发明一种简便低成本的工艺且能在室温常压下制备出大面积，性能良好的电致变色薄膜，显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种在低温下制备氧化镍纳米晶电致变色薄膜的方法，能够实现在室温下制备出性能良好的氧化镍电致变色薄膜；该方法简单易实现，成本低廉，具有在电致变色玻璃产业应用和推广的可能性。

一种在低温下制备氧化镍纳米晶电致变色薄膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将镍盐溶于溶剂中，搅拌后得到澄清溶液，所述镍盐的物质的量浓度为0.1～1mol/L；将草酸溶于溶剂搅拌后得到草酸溶液，所述草酸的物质的量浓度为0.1～1mol/L；将草酸溶液以0.05～0.0625ml/s滴入澄清溶液中，充分搅拌形成浅蓝色浑浊液；将浅蓝色浑浊液陈化放置1h以上；其中，所述溶剂为去离子水、乙醇或其它溶剂；

(2)取陈化后的浅蓝色浑浊液，离心分离5～15min后，去除上清液，用溶剂进行洗涤，得到前驱体溶液；其中，所述溶剂为去离子水、乙醇或其它溶剂；

(3)将前驱体溶液置于60～100℃的烘干设备中干燥6～24h，得到前驱体固体；

(4)将前驱体固体置于研磨设备中进行研磨后，放入360～400℃的热处理设备中煅烧20～90min，得到纳米晶粉体；

(5)将纳米晶粉体置于浓度为3～90mg/mL的分散液中进行分散，得到纳米晶分散液；

(6)衬底的处理，步骤如下：

超声清洗处理：将衬底先后用洗涤剂、去离子水、丙酮和乙醇，在超声装置中分别进行清洗处理5～10min后，取出，用烘干设备烘干；

表面活性处理：将经过超声清洗处理后的衬底进行表面活性处理，备用；所述表面活性处理是指用氧等离子体清洗仪或UV清洗剂进行表面活性处理；

(7)取纳米晶分散液通过涂膜工艺涂膜在处理好的衬底的透明导电层上，70～80℃的烘干设备中烘干12h以上，得到纳米晶电致变色薄膜；所述纳米晶电致变色薄膜在实现电致变色的同时，能够储存电能，形成超级电容薄膜，在褪色时将电能放出，通过着色的深浅进行判断电量的状态，实现可视化。