WO3-TiO2-ZnO復(fù)合薄膜的制備與光致變色性能研究.pdf

1、WO3是一種重要的無機(jī)類光致變色材料，因其顏色變化的可逆性、熱穩(wěn)定性好、抗疲勞性能好、成本低等特點(diǎn)，在可擦除光信息存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)顯示器和智能窗等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)將WO3與其它材料復(fù)合可以有效地提高其光致變色性能。WO3基光致變色復(fù)合材料的制備已成為當(dāng)前的一大研究熱點(diǎn)。
　　本文首先采用溶膠-凝膠法分別制備了WO3溶膠，TiO2溶膠和ZnO溶膠，在此基礎(chǔ)上以一定比例混合后形成WO3-TiO2復(fù)合溶膠和WO3-TiO2-

2、ZnO復(fù)合溶膠。利用透射電鏡和紫外-可見分光光度計(jì)對其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：分子比WO3:TiO2:ZnO=16:2:1的WO3-TiO2-ZnO復(fù)合溶膠具有最佳的光致變色性能。該復(fù)合溶膠粒子尺寸分布在10-30nm范圍，用500W高壓汞燈照射80后由無色變?yōu)樗{(lán)色，照射150s后達(dá)到光致變色飽和，變色后的復(fù)合溶膠在空氣中室溫暗處放置6h后恢復(fù)到無色狀態(tài)，具有很好的光致變色可逆性。
　　其次，在分子比WO3:TiO2:ZnO=16:

3、2:1的復(fù)合溶膠中加入一定量的檸檬酸，并通過浸漬提拉法在玻璃襯底上制備了WO3-TiO2-ZnO復(fù)合薄膜，并通過一系列的表征手段來研究不同檸檬酸濃度對復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)性能、表面形貌和光致變色性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)檸檬酸能有效地提高復(fù)合溶膠的穩(wěn)定性。檸檬酸對復(fù)合薄膜的表面形貌有誘導(dǎo)作用，隨著檸檬酸濃度的增加，復(fù)合薄膜的表面形貌由矩形納米片變?yōu)檎襟w納米顆粒，最后變?yōu)榧{米棒。當(dāng)檸檬酸濃度為0.6M時(shí)，復(fù)合薄膜具有最佳的光致變色性能。該薄膜在50

4、0W高壓汞燈照射10s即可由無色變?yōu)樗{(lán)色，90s后達(dá)到光致變色飽和，變色后在空氣中室溫暗處放置12h恢復(fù)為無色狀態(tài)。
　　最后，在0.6M檸檬酸對應(yīng)的WO3-TiO2-ZnO復(fù)合溶膠中加入一定量的PEG-400，研究PEG-400的加入量對WO3-TiO2-ZnO復(fù)合薄膜性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨著PEG-400加入量的增加，復(fù)合薄膜的光致變色性能呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱的趨勢，加入0.5g PEG-400時(shí)，復(fù)合薄膜具有最佳的光致變色性能，該薄