一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法及其应用

本发明涉及功能薄膜材料，具体为一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法及其应用。

背景技术：

1、电致变色是材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件，电致变色材料因可以实现光热调制可以减少能源消耗而备受关注。铌钨氧化物双金属材料因铌和钨活性位点的协同作用在电致变色材料中表现优异，铌钨氧化物薄膜具有良好的调制范围，更高的着色效率、快速的开关反应和良好的循环稳定性，具有广泛的应用潜力。

2、近年来，水热法、溶剂热法等溶液合成铌钨氧化物薄膜的方法因其能耗低、制备设备简单、不需要特殊环境等优点而受到广泛关注。sun等人以偏钨酸铵和草酸铌铵为原料采用溶剂热法制备了纳米线簇结构的钨铌双金属氧化物膜，达到最大光调制幅度80％多，但循环稳定性没有展示(advanced mater ia l s i nterfaces,2022,9,2101355)。l i u等人以偏钨酸铵和草酸铌为原料采用了旋涂法制备铌钨氧化物薄膜(acs nano,2022,16(2):2621-2628)。cai等人采用了电喷雾气溶胶沉积热解法成膜(advanced energy mater ia ls,2021,12(5):2103106)。li u等人采用了旋涂法制备薄膜后仍需退火处理，(acs nano,2022,16(2):2621-2628)。这些制备的薄膜的过程较为复杂、消耗的成本较高、原子利用率较低，因此，当前的研究重点是利用温和的溶剂热简便制备大调制范围的铌钨氧化物薄膜，同时进一步提高铌钨氧化物薄膜在全太阳光谱中的光学调制能力，为电致变色玻璃的实际应用拓宽市场。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法及其应用，解决了传统薄膜的制备过程较为复杂、消耗成本较高的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法，包括以下步骤：

3、s1.前驱体溶液的制备

4、首先将无水乙醇和去离子水在烧杯内混合制得混合溶液，然后将二水合草酸加入至混合溶液中，再向混合溶液中加入铌源和钨源，并在室温下搅拌得到前驱体溶液；

5、s2.变色薄膜的制备

6、将导电玻璃插入到前驱体溶液中进行溶剂热反应，反应结束后冷却至室温，对导电玻璃进行洗涤、干燥后，即可得到电致变色薄膜。

7、优选的，所述s1步骤中，铌源为五氯化铌，钨源为偏钨酸铵，所述铌源和钨源中铌元素和钨元素的原子比为(1-10)：(10-1)。

8、优选的，所述s2步骤中，导电玻璃为铟锡镀膜玻璃或氟掺杂的氧化锡玻璃。

9、优选的，所述s2步骤中，溶剂热反应的温度为120-190℃，时间为4-10h。

10、优选的，所述s2步骤中，薄膜无需进一步退火处理，直接干燥即可使用。

11、本发明还提供一种利用上述制备方法制备得到的铌钨氧化物电致变色薄膜。本发明通过上述制备方法得到的铌钨氧化物薄膜是直接在导电玻璃上生长的。所得的铌钨氧化物薄膜与导电玻璃之间具有较强的附着力，且展现出优异的电致变色性能以及循环稳定性薄膜在300-900nm波长范围内的最优光调制幅度高达97.93％。

12、本发明提供了一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法及其应用。具备以下有益效果：

13、1、本发明提供一种制备工艺简便、反应温和的溶剂，热制备铌钨氧化物电致变色薄膜的方法，对于制备条件无复杂要求，有利于商业化生产。

14、2、本发明的铌钨氧化物薄膜无需制备晶种层，铌钨氧化物膜层与导电玻璃紧密贴合生长，有利于电子传输，从而获得了快速的电致变色响应速度和优秀的循环效率，适合运用于电致变色器件和相关领域。

15、3、本发明通过制备的铌钨氧化物薄膜具有比常见电致变色材料更宽的光学调制范围及更高的光调制幅度，并且着色态时能够阻挡太阳辐射，可以满足实际应用中对电致变色材料的需求。

技术特征：

1.一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法，其特征在于：所述s1步骤中，铌源为五氯化铌，钨源为偏钨酸铵，所述铌源和钨源中铌元素和钨元素的原子比为(1-10)：(10-1)。

3.根据权利要求1所述的一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法及其应用，其特征在于：所述s2步骤中，导电玻璃为铟锡镀膜玻璃(ito)或氟掺杂的氧化锡玻璃(fto)。

4.根据权利要求1所述的一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法及其应用，其特征在于：所述s2步骤中，溶剂热反应的温度为120-190℃，时间为4-10h。

5.根据权利要求1-5任一项所述的一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法制备得到的铌钨氧化物电致变色薄膜。

6.根据权利要求5所述的铌钨氧化物电致变色薄膜在制备电致变色器件中的应用。

技术总结
本发明涉及功能薄膜材料技术领域，具体提供一种铌钨氧化物电致变色薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1.首先将无水乙醇和去离子水在烧杯内混合，然后加入二水合草酸，再加入铌源和钨源，并在室温下搅拌得到前驱体溶液；S2.将导电玻璃插入到前驱体溶液中进行溶剂热反应，反应结束后冷却至室温，对导电玻璃进行洗涤、干燥后，即可得到电致变色薄膜。本发明的铌钨氧化物薄膜无需制备晶种层，铌钨氧化物膜层与导电玻璃紧密贴合生长，有利于电子传输，从而获得了快速的电致变色响应速度和优秀的循环效率，适合运用于电致变色器件和相关领域。

技术研发人员：李文琴,刘玉洁,韩思旺,吴子华,崔永杰,谢华清,祝向荣,董岚,俞晓晓,王元元,李潇猛,陈功城,许诗琪,张载鑫
受保护的技术使用者：上海第二工业大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/14