納米結(jié)構(gòu)WO-,3-基薄膜氣致變色靈巧窗的研制及性能研究.pdf

1、由于能源問題的日趨嚴(yán)重，節(jié)能技術(shù)的開發(fā)已成為新的研究領(lǐng)域，而利用太陽能實現(xiàn)建筑節(jié)能是一種非?？尚械耐緩?。WO3納米薄膜是一種理想的太陽光譜調(diào)控變色薄膜，即在一定的條件下，能夠使薄膜的透過率在一定的范圍內(nèi)連續(xù)改變，特別是紅外輻射的透過率，從而可以根據(jù)實際需要來調(diào)節(jié)進(jìn)入室內(nèi)太陽光的照射，合理利用太陽能資源，實現(xiàn)節(jié)約電能。國內(nèi)外對WO3薄膜的光致變色、熱致變色及電致變色性能進(jìn)行了較深入的研究，但對氣致變色性能的研究相對較少。相對于其它幾種致變

2、色方式來說，由于氣致變色系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)光可控范圍寬（5—75％），系統(tǒng)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此WO3的氣致變色器件具有更廣闊的應(yīng)用前景。主要研究內(nèi)容如下： ⑴采用工藝簡單、成本低廉的溶膠凝膠法結(jié)合提拉鍍膜技術(shù)在玻璃等襯底上成功制備了均勻、透明的WO3薄膜；深入研究了WO3溶膠的性質(zhì)，分析了催化劑、顆粒度、粘度、pH值等對WO3溶膠穩(wěn)定性和成膜性的影響；并深入研究了不同熱處理溫度、催化劑的摻入、紫外光輻照等對薄膜物相結(jié)構(gòu)的影響，

3、通過控制提拉速度、次數(shù)及后處理工藝基本實現(xiàn)了薄膜厚度和結(jié)構(gòu)的可控。 ⑵對制備的各種WO3薄膜進(jìn)行了原位氣致變色性能的測試，深入研究了催化劑含量、熱處理、水、薄膜厚度、致褪色氣體等對薄膜氣致變色性能的影響；從而指導(dǎo)制備獲得高響應(yīng)速度、高致色速度、高對比度的WO3氣致變色薄膜；研究了所制薄膜的氣致變色耐用性，分析影響因素，提出改進(jìn)方法；并結(jié)合實驗結(jié)果，分析了WO3薄膜氣致變色調(diào)控的原因，及其動力學(xué)過程等。 ⑶研究了紫外輻照對

4、WO3薄膜氣致變色性能的改性。實驗表明，對WO3薄膜進(jìn)行紫外光輻照處理，提高了薄膜的氣致變色性能，使薄膜的首次氣致變色響應(yīng)時間和致色速度大大縮短：紫外對薄膜的改性不僅對薄膜的首次有很好的作用，而且對薄膜的多次循環(huán)后改性也有很好的作用，并能延續(xù)較長的時間；紫外處理對薄膜的褪色性能有明顯的提高。并依據(jù)紫外光輻射性質(zhì)及WO3薄膜光致變色特性，結(jié)合XPS對WO3薄膜的研究，深入分析認(rèn)為，由于紫外輻照可使所制備的WO3薄膜發(fā)生微弱的光致變色，從而

5、改善薄膜的氣致變色性能。 ⑷采用溶膠凝膠技術(shù)制備了MoO3薄膜及MoO3—WO3的復(fù)合薄膜，對其結(jié)構(gòu)和氣致變色性能進(jìn)行了深入研究，實驗表明MoO3薄膜的氣致變色性能較差，而復(fù)合薄膜具有較好的氣致變色基本性能，但相比于WO3薄膜并沒有改善薄膜的氣致變色循環(huán)性能，其中發(fā)現(xiàn)氣致變色可顯示不同顏色。 ⑸進(jìn)行了Sol—Gel法結(jié)合提拉鍍膜技術(shù)制備大面積WO3薄膜（0．25*0．4㎡，1．0*1．0㎡）的中試工藝試驗，并制得性能較好