，在着色态光透过率大大减小，并且增大了光调节范围，方便使用者调节净水过程的透明度等，可以起到方便查看、节约能源、方便使用的目的。
[0080]实施例5:
[0081]本发明的实施例所提供的一种快速调节透光率的净水装置，该净水装置安装有电致变色器件，利用电致变色的原理实现净水过程的可视化，并且通过调节电致变色器件的电流大小，可以实现透光率的的连续可视调节，能够基于需求查看净水过程，该电致变色器件采用固态互补型结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料，通过结构以及材料制备工艺的优化，提高了器件的灵敏度及着色效率，变色与褪色速率快，使得该净水装置在着色态透光率大大减小，并且增大了光调节范围，且使用简单、方便，利于工业化生产。
[0082]所述净水装置上安装有电致变色器件，此外还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块;该电源模块提供电致变色器件的工作电源;该控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的；所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料;所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成:ITO玻璃基底(I)、WO3多孔薄膜(2)、Μη02辣根过氧化物酶薄膜(7)、103纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、六11纳米粒子薄膜(5)、祖0多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(I);所述Au纳米粒子薄膜厚度为28nm。
[0083]优选地，所述电致变色器件的制备方法如下:
[0084]步骤一，制备电致变色层WO3纳米薄膜:a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(I)，经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，放入磁控溅射仪中，在本底真空低于1.5X 10—3Pa、溅射电流为1.8A条件下，磁控溅射时间20min，得到900nm的W膜;b)然后，以镀有W膜的ITO玻璃为阳极，铂片为阴极，在0.7wt.%的NaF溶液中进行阳极氧化处理，电压为50V，时间为30min，阳极氧化处理后用去离子水清洗，得到具有多孔结构的W膜;c)在经过阳极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层5nm的Ni膜作催化剂，将该ITO玻璃放入CVD管式炉中，在氩气和氢气作用下，400°C保温4h，生长WO3纳米线薄膜(3)，同时多孔W膜被氧化为WO3多孔薄膜(2);
[0085]步骤二，制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7):将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的水溶液中，于室温下搅拌后离心，得到的上清液为MnO2纳米片溶胶;将等体积的MnO2纳米片溶胶与HRP溶液5g/L的辣根过氧化物酶基溶液充分混匀后，用微量加样器将1yLMnO2纳米片溶胶与HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面，干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7);
[0086]步骤三，制备离子存储层N1多孔薄膜(6):a)在500ml烧杯中将0.16mol硫酸镍、
0.1mol高氯酸锂、0.03moI过硫酸钾溶于400ml去离子水，形成深绿色溶液，取一定尺寸ITO玻璃为基底，ITO玻璃背面用胶带封住，竖直放立在烧杯中，在300rpm的搅拌下将40ml氨水(25?28 % )倒入，沉积时间为1min，取出后用去离子水冲洗干净，在80°C烘箱中干燥后，在200°C氢气保护下热处理2h，得到N1薄膜;b)采用步骤一 b中的阳极氧化法处理N1薄膜，电压为38V，时间为25min，得到N1多孔薄膜(6); c)将带有多孔结构N1薄膜的ITO玻璃放入喷金仪中，喷镀Au纳米粒子薄膜(5)；
[0087]步骤四，制备溶胶型固态电解质(4):室温下，先将0.2mol柠檬酸溶解在10ml无水乙醇中，再加入0.1mol正娃酸乙酯，然后加入5g碳酸锂和8g尿素并充分溶解，最后加入20g乙二醇以促进聚合反应的进行，将所得无色透明溶液加热到600°C保温一定时间获得溶胶，溶胶的粘度随保温时间的延长而增大；
[0088]步骤五，组装电致变色器件:将镀有N1薄膜的ITO玻璃和镀有WO3薄膜的ITO玻璃相对放置，中间用绝缘体隔开，绝缘体厚度约4_，边缘用环氧树脂密封，留一小孔用来注射电解液;然后将粘度约30cps的溶胶用注射器注入到两片ITO玻璃之间，将器件在80°C保温24h使溶胶聚合并完全固化，得到固态互补型电致变色器件。
[0089]器件的电致变色性能测试:
[0090]将两片ITO玻璃外接导线，分别使镀有WO3薄膜、N1薄膜的ITO玻璃外接测试电路正极、负极，采用循环伏安测试，扫描速率为30mV/s ο当在器件所加电压从+3V到-3V时，器件的颜色从透明变为不透明，并且颜色随负压增大而变深;在褪色态，该器件在550nm处的透过率约80 %，在着色态该器件的透过率约12 %，表现良好的透过率可控性，其变色效率为87cm2C^ ；器件的着色响应时间约16s，褪色响应时间约16s;通过将器件进行长时间的计时电流测试并通过对比其峰值电流，测试其循环寿命，得到该器件循环3000次后，衰减率为16%，稳定性好。
[0091]通过测试，该净水装置的灵敏度及着色效率较高，变色与褪色速率快，在着色态光透过率大大减小，并且增大了光调节范围，方便使用者调节净水过程的透明度等，可以起到方便查看、节约能源、方便使用的目的。
[0092]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种快速调节透光率的净水装置，其特征在于:所述净水装置上安装电致变色器件，此外还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块;该电源模块提供电致变色器件的工作电源;该控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的；所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料;所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成:ITO玻璃基底(1)、W03多孔薄膜(2)、Μη02辣根过氧化物酶薄膜(7)、W03纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、Au纳米粒子薄膜(5)、N1多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(1);所述Au纳米粒子薄膜厚度为.19nm。2.根据权利要求1所述的净水装置，其特征在于，所述电致变色器件的制备方法如下: 步骤一，制备电致变色层W03纳米薄膜:a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(1)，经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，放入磁控溅射仪中，在本底真空低于1.5 X 10—3Pa、溅射电流为.1.8A条件下，磁控溅射时间20min，得到900nm的W膜;b)然后，以镀有W膜的ITO玻璃为阳极，铂片为阴极，在0.2wt.%的NaF溶液中进行阳极氧化处理，电压为50V，时间为30min，阳极氧化处理后用去离子水清洗，得到具有多孔结构的W膜;c)在经过阳极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层5nm的Ni膜作催化剂，将该ITO玻璃放入CVD管式炉中，在氩气和氢气作用下，400°C保温4h，生长WO3纳米线薄膜(3)，同时多孔W膜被氧化为WO3多孔薄膜(2); 步骤二，制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7):将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的水溶液中，于室温下搅拌后离心，得到的上清液为MnO2纳米片溶胶;将等体积的MnO2纳米片溶胶与HRP溶液5g/L的辣根过氧化物酶基溶液充分混匀后，用微量加样器将1yLMnO2纳米片溶胶与HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面，干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7); 步骤三，制备离子存储层N1多孔薄膜(6):a)在500ml烧杯中将0.16mol硫酸镍、0.1mol高氯酸锂、0.03mol过硫酸钾溶于400ml去离子水，形成深绿色溶液，取一定尺寸ITO玻璃为基底，ITO玻璃背面用胶带封住，竖直放立在烧杯中，在300rpm的搅拌下将40ml氨水(25?.28 % )倒入，沉积时间为1min，取出后用去离子水冲洗干净，在80°C烘箱中干燥后，在200°C氢气保护下热处理2h，得到N1薄膜;b)采用步骤一b中的阳极氧化法处理MO薄膜，电压为.30V，时间为25min，得到N1多孔薄膜(6) ;c)将带有多孔结构N1薄膜的ITO玻璃放入喷金仪中，喷镀Au纳米粒子薄膜(5)； 步骤四，制备溶胶型固态电解质(4):室温下，先将0.2mol柠檬酸溶解在10ml无水乙醇中，再加入0.1mol正娃酸乙酯，然后加入5g碳酸锂和8g尿素并充分溶解，最后加入20g乙二醇以促进聚合反应的进行，将所得无色透明溶液加热到600°C保温一定时间获得溶胶，溶胶的粘度随保温时间的延长而增大； 步骤五，组装电致变色器件:将镀有N1薄膜的ITO玻璃和镀有WO3薄膜的ITO玻璃相对放置，中间用绝缘体隔开，绝缘体厚度约1mm，边缘用环氧树脂密封，留一小孔用来注射电解液;然后将粘度约35cps的溶胶用注射器注入到两片ITO玻璃之间，将器件在80°C保温24h使溶胶聚合并完全固化，得到固态互补型电致变色器件。
【专利摘要】本发明公开了一种快速调节透光率的净水装置，该净水装置安装有电致变色器件，利用电致变色的原理实现净水过程的可视化，并且通过调节电致变色器件的电流大小，可以实现透光率的连续可视调节，能够基于需求查看净水过程，该电致变色器件采用固态互补型结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料，通过结构以及材料制备工艺的优化，提高了器件的灵敏度及着色效率，变色与褪色速率快，使得该净水装置在着色态透光率大大减小，并且增大了光调节范围，且使用简单、方便，利于工业化生产。
【IPC分类】G02F1/153, G02F1/15
【公开号】CN105511193
【申请号】CN201610071610
【发明人】林业城
【申请人】林业城
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月1日