多孔VO2薄膜智能調(diào)光材料的制備與性能研究.pdf

1、VO2熱致變色薄膜，作為智能窗玻璃涂層的理想材料，可隨外界溫度變化，智能地調(diào)節(jié)太陽光的透入與反射，從而自主調(diào)整室內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼的效果，對于建筑節(jié)能有重要意義。然而VO2本征的棕黃色所帶來的低透過率，限制了它在建筑玻璃上的應(yīng)用，如何在不影響它太陽光調(diào)制效率的基礎(chǔ)上有效提高VO2薄膜的可見透過率成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。另外，目前大部分VO2薄膜的制備方法普遍存在設(shè)備要求高、工藝復(fù)雜以及成本偏高等問題，制約了其在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。

2、>　　本文采用一種簡易、廉價(jià)的無機(jī)溶膠-凝膠法，成功制備出了成膜性能良好的五價(jià)釩溶膠，并通過氨氣弱還原一步退火制得了熱致變色性能優(yōu)異的多孔VO2薄膜。首先利用XRD和TG熱分析等測試手段對前驅(qū)體干凝膠的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，接著在獲得熱致相變多孔膜的基礎(chǔ)上，借助XRD、Raman、FE-SEM和紫外-可見-紅外分光光度計(jì)等手段對薄膜樣品成分、微觀形貌和光學(xué)性能進(jìn)行了表征。最后進(jìn)一步探究了不同熱處理?xiàng)l件對薄膜性能的影響，獲得了熱致變色性能

3、最佳的薄膜樣品。論文重點(diǎn)探討了所得薄膜的多孔形成機(jī)理及特性，利用模擬的熱重-差示掃描量熱法-質(zhì)譜（TG-DSC-MS）聯(lián)用分析，系統(tǒng)地考察了各種還原性氣氛對前驅(qū)體干凝膠退火的影響。主要結(jié)果與結(jié)論如下：
　　（1）V2O5+H2O2無機(jī)溶膠-凝膠法制備的前驅(qū)體干凝膠的成分為V2O5·1.6H2O，凝膠結(jié)構(gòu)中存在有沿縱軸方向擇優(yōu)取向的層狀網(wǎng)絡(luò)。
　?。?）NH3弱還原一步退火制得的薄膜試樣為多孔VO2薄膜，孔的尺寸范圍為30-7

4、0nm，多孔結(jié)構(gòu)的形成是由于退火過程中凝膠結(jié)構(gòu)中層間水的脫去。
　?。?）初步研究了熱處理工藝條件對薄膜熱致變色性能的影響，熱處理溫度為500℃時(shí)薄膜開始出現(xiàn)熱致變色，隨著溫度升高，薄膜的結(jié)晶性能和純度進(jìn)一步改善，當(dāng)熱處理?xiàng)l件為550℃，保溫30min時(shí)獲得了最佳效果樣，積分可見透過率Tlum=60.5％，太陽光調(diào)制效率?Tsol=8.5%。
　?。?）模擬干凝膠在各種還原性氣氛（10%H2+90%Ar、10%CO+90%A