[发明专利]一种单组分多色显示的双波段电致变色薄膜的制备方法

说明书

一种单组分多色显示的双波段电致变色薄膜的制备方法，它涉及一种电致薄膜的制备方法。本发明的目的是要解决双波段电致变色材料组成复杂、合成过程繁琐，且存在响应速度较慢、透过率变化低、循环稳定较差的问题。方法：一、制备普鲁士蓝溶液；二、制备前驱体溶液；三、在三电极体系下，以前驱体溶液为电镀液，以透明导电基底为工作电极，以Ag/AgCl为参比电极，以铂片为对电极，在电流密度为20μA～30μA下阴极恒电流法电沉积。本发明制备的单组分多色显示的双波段电致变色薄膜具有迅速响应、光调控能力强、循环寿命长等优点，且制备过程简单、成本低、周期短；在显示器、建筑物节能等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种电致薄膜的制备方法。

背景技术

双波段电致变色是指材料在外加电场或电流的作用下，材料的光学性质(透过率、吸收率或反射率)发生可逆变化的同时可以选择性地阻挡可见和红外光。随着科技的快速发展，双波段电致变色技术已经在智能窗、节能建筑、军事伪装、航天航空等领域被广泛的应用。作为近几年发展迅猛的新兴材料，双波段电致变色材料可对可见光和近红外能量进行独立调控，与传统的单波段电致变色材料相比，可以有效减少建筑物的照明、供暖、通风和空调的能源需求，同时可以按需调控眩光、视野畅通和自然采光，具有变色电压低(1V左右)、响应速度快、可逆可循环等独特优点，被视为理想的电极材料。但大部分传统的双波段电致变色材料是由不同电位区域具有可见光和近红外光调制能力互补组合成的复合材料，制备过程较为复杂且成本较高，限制了双波段电致变色技术进一步应用。因此，急需拓展双波段电致变色材料体系，而单组分双波段电致变色材料制备过程简单，变色性能好具有明显的优势。

发明内容

本发明的目的是要解决双波段电致变色材料组成复杂、合成过程繁琐，且存在响应速度较慢、透过率变化低、循环稳定较差的问题，而提供一种单组分多色显示的双波段电致变色薄膜的制备方法。

本发明提出以普鲁士蓝(PB)单组分为双波段电致变色材料，实现对可见光和近红外光的独立调控；本发明采用阴极恒电流法，通过对PB分子组成和纳米结构的精准调控，获得光调制范围大、响应速度快、循环稳定性好的PB双波段电致变色材料。

一种单组分多色显示的双波段电致变色薄膜的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备普鲁士蓝溶液：

将氯化钾、无水氯化铁和铁氰化钾加入到去离子水中，超声分散，得到普鲁士蓝溶液；

二、制备前驱体溶液：

室温下，将普鲁士蓝溶液进行搅拌，得到前驱体溶液；

三、在三电极体系下，以前驱体溶液为电镀液，以透明导电基底为工作电极，以Ag/AgCl为参比电极，以铂片为对电极，在电流密度为20μA～30μA下阴极恒电流法电沉积500s～800s，得到PB薄膜；将PB薄膜进行干燥，得到单组分多色显示的双波段电致变色薄膜。

本发明的上述技术方案具有如下优点：

一、本发明通过高搅拌速率对PB分子组成和纳米结构的调控有助晶体的形成，在通过电化学阴极沉积出的PB薄膜表面均匀，无裂痕，该过程不仅防止了搅拌速率对PB结构框架的破坏，又保证了PB薄膜电化学的稳定性；使其兼具可见光和近红外两种调控功能，实现单组分双波段电致变色材料对外场刺激的快速、可逆响应；大的光学调制范围650nm处为76.6％、1400nm处为79.8％、2000nm处为79.6％，快的响应速度(650nm处的着色时间t_c＝0.31s,褪色时间t_b＝0.44s和1400nm处的着色时间t_c＝1.19s，褪色时间t_b＝1.38s)和较好的稳定性，且能很好的调制太阳中的辐射；此外，在电解液中对PB薄膜施加-0.4V～1.4V的电压时，在-0.4V、0.2V、0.7V、1.1V、1.4V的颜色分别为无色、淡蓝色、深蓝色、绿色、绿黄色和黄色之间的可逆转变；