NiO薄膜和NiO-TiO2復(fù)合薄膜的制備與性能研究.pdf

1、電致變色是指在正負(fù)交替的電壓或電場作用下，材料的光學(xué)性能發(fā)生穩(wěn)定的可逆性變化的現(xiàn)象。氧化鎳電致變色薄膜可應(yīng)用于靈巧窗、顯示器件、無炫反光鏡等光學(xué)器件，在能源、信息、電子、建筑及國防等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的陽極電致變色材料之一。目前，氧化鎳電致變色薄膜離實(shí)際的大規(guī)模應(yīng)用還有一定距離，尤其是在循環(huán)壽命和響應(yīng)時(shí)間方面，要使其發(fā)展為大規(guī)模應(yīng)用的功能材料還需要進(jìn)行大量的探索與研究。本文通過多種測試方法，研究了在離子液體體系

2、中通過電沉積方法制備的氧化鎳薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和電致變色性能，探索了制備的最佳工藝參數(shù)，并成功將氧化鎳薄膜與溶膠-凝膠法制得的二氧化鈦復(fù)合，得到了兼具電致變色性能和光催化性能的復(fù)合薄膜材料。
　　首先，針對氯化膽堿-尿素離子液體電沉積制備氧化鎳薄膜的工藝進(jìn)行了探究，研究了鎳離子在離子液體體系中的電化學(xué)行為，以及不同離子液體黏度和不同主鹽濃度對制備工藝的影響，通過對循環(huán)伏安曲線的氧化峰和還原峰所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分析，證明在氯化膽堿-尿

3、素離子液體體系中進(jìn)行氧化鎳薄膜的電沉積是可行的。
　　其次，進(jìn)行了在氯化膽堿-尿素離子液體體系中電沉積制備氧化鎳薄膜的工藝參數(shù)探索，通過調(diào)整電沉積過程中離子液體的黏度、主鹽濃度和沉積電位，確定了最佳的工藝參數(shù)。電沉積過程中，室溫下，控制離子液體與無水乙醇的體積比為1∶2、主鹽氯化鎳的濃度為0.2 mol L-1和沉積電位為3.9 V，即可獲得最佳性能的氧化鎳薄膜。借助掃描電子顯微鏡對氧化鎳薄膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和分析，并通過能譜

4、測試了解了薄膜的元素組成。在最佳工藝參數(shù)下制備的氧化鎳薄膜在氫氧化鉀溶液中循環(huán)8000次后仍保持較好的電致變色性能，而且有較短的響應(yīng)時(shí)間，約為0.11 s，氯化膽堿-尿素離子液體體系對氧化鎳薄膜的循環(huán)壽命和響應(yīng)時(shí)間會有大幅改善。
　　最后，將電沉積得到的氧化鎳薄膜與溶膠-凝膠法得到的二氧化鈦進(jìn)行復(fù)合，制備出了兼具電致變色性能和光催化性能的復(fù)合薄膜材料。通過掃描電子顯微鏡及能譜測試了解了復(fù)合薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和元素組成，發(fā)現(xiàn)制得的復(fù)合薄