[发明专利]一种包括二维柔性材料的电致变色器件及其制备方法

说明书

一种包括二维柔性材料的电致变色器件及其制备方法，涉及电致变色器技术领域，尤其是指一种包括二维柔性材料的电致变色器件及其制备方法。制备方法：a.将氟化锂、浓盐酸盐酸溶液加入到去离子水中作为蚀刻剂溶液，逐渐将Ti₃AlC₂粉末添加到蚀刻剂溶液中反应；b.制备气凝胶；c.制备凝胶溶液A；d.制备初始层状Na₂Ti₃O₇材料；e制备TiO₂纳米片材料；f.制备TiO₂/RGO/PET电极；g.完成封装。本发明所提供的包括二维柔性材料的电致变色器件将改进其着色效率与机械性能，实现耐弯折、高着色效率的柔性电致变色器件。

技术领域

本发明涉及电致变色器技术领域，尤其是指一种包括二维柔性材料的电致变色器件及其制备方法。

背景技术

电致变色材料是一种新兴的绿色材料，可以通过电场作用调节光透过性，同时能选择性地吸收或反射外界的热辐射，调节室内的温度，减少建筑物在不同环境下的能耗。根据权威数据，在建筑中使用电致变色玻璃，可以节省10％-50％的建筑制冷和照明能耗。电致变色玻璃还可以应用在交通工具中，能根据不同光照强度和需要进行自动或主动调节，实现交通工具的智能化。然而，传统电致变色玻璃存在着机械强度低，变色速度慢，循环次数低，着色不均匀的问题，阻碍了电致变色玻璃的大规模应用。柔性电致变色器件因具有绿色环保、低成本、可大面积、适应性强和生产运输方便等优良特性成为电致变色发展热点。在新型智能显示、建筑智能窗、汽车后视镜、智能眼镜、可穿戴设备等众多领域得到广泛应用。

在《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确指出要广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，预计在2060年实现碳中和。建筑节能作为节能环保的关键历来备受关注。玻璃作为重要的工业材料，其热耗散引发巨大的建筑能耗，由此入手开发的环保节能材料备受瞩目。在建筑中使用电致变色玻璃，可以节省10％-50％的建筑制冷和照明能耗。同时电致变色玻璃能根据不同光照强度进行自动调节，节省了汽车的照明和制冷能耗。可以让汽车在较低的电压和较低的功率下使用，提高了汽车的驾驶里程数，有利于新型汽车的发展。

随着对电致变色技术关注度逐年提升，其覆盖领域和应用场景也日趋扩大。传统刚性电致变色器件大多以ITO为基底，存在着厚度大、共型性差、机械强度低等问题。近年来，随着电致变色异形器件和可穿戴电子领域的应用越来越受到人们的关注，在保持高能效、高开关速度和长耐久性的同时，将电致变色功能融入到电子器件中变得越来越重要，优化柔性电致变色器件的制备方法成为了关键。

结合以上研究，本项目将对基于二维纳米材料柔性电致变色器件进行改进创新，核心技术为：实现二维柔性材料的制备以及电极的自组装。两电极材料分别选用二维MXene作为器件阳极材料、二维TiO₂与RGO的复合材料作为阴极材料，并分别在PET基底上实现电极的自组装，制备柔性电致变色器件。

工作中的传感器需要长期暴露在工作环境中，环境的湿度会大大影响传感器的性能。正常环境空气湿度一般为40％～70％，水蒸气分子吸附在气敏材料表面，与待检测目标气体形成竞争关系，严重影响气敏反应的正常进行，甚至导致传感器信号误报。因此，非常有必要开发一种高抗湿性的气敏材料，用于制备具有高抗湿性能及高灵敏度的气敏传感器。

发明内容

本发明公开一种包括二维柔性材料的电致变色器件及其制备方法。本发明将开发二维MXene柔性电极材料，改进其着色效率与机械性能，实现耐弯折、高着色效率的柔性电致变色器件。

包括二维柔性材料的电致变色器件的制备方法：

a.以一定的质量百分比将氟化锂、浓盐酸溶液加入到去离子水中作为蚀刻剂溶液，逐渐将Ti₃AlC₂粉末添加到蚀刻剂溶液中，通过油浴维持反应温度在40℃，搅拌反应物24小时；