本發(fā)明屬于電致變色玻璃中離子儲(chǔ)存電極材料制備領(lǐng)域，具體為用于電致變色玻璃的ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

電致變色玻璃就是在電場(chǎng)作用下具有光吸收/透過(guò)的可調(diào)節(jié)性的智能玻璃。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們的節(jié)能環(huán)保和健康舒適意識(shí)不斷提高，對(duì)綠色智能建筑材料也提出了更高的要求。建筑物的能耗在社會(huì)總能耗中占有相當(dāng)大的比例，而窗戶是建筑物能量損失的主要途徑。特別是在夏季為保持涼爽，冬季為保持溫暖的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備將耗費(fèi)的大量能源。因此，電致變色玻璃的研究越來(lái)越受到重視，成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。

電致變色是指材料在交替的高低或正負(fù)外電場(chǎng)的作用下，通過(guò)注入或抽取電荷(離子或電子)，從而在低透射率的著色狀態(tài)和高透射率的褪色狀態(tài)之間產(chǎn)生可逆變化的一種特殊現(xiàn)象，在外觀性能上則表現(xiàn)為顏色及透明度的可逆變化。電致變色玻璃采用多層結(jié)構(gòu)，將透明導(dǎo)電膜鍍?cè)趦善ＡП砻嫘纬梢粋€(gè)空腔。在空腔里，交替填充著電致變色層、電解質(zhì)層和離子存儲(chǔ)層三層活性薄層，近年來(lái)人們?cè)絹?lái)越多的開始關(guān)注對(duì)離子存儲(chǔ)層的研究。

納米材料的小尺寸效應(yīng)和高比表面積效應(yīng)使其具有良好的光學(xué)性能，以及可見光的透過(guò)方面，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。納米tio2是一種優(yōu)異的光電功能半導(dǎo)體材料，有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和較好的循環(huán)可逆性，具有原料易得、制備方便等優(yōu)勢(shì)，是作為電致變色玻璃功能薄膜的首選材料。納米ceo2產(chǎn)品無(wú)毒、無(wú)刺激、無(wú)味、安全可靠，性能穩(wěn)定，具有4f電子能級(jí)結(jié)構(gòu)，有很多電子躍遷能級(jí)，以及納米顆粒的小尺寸和高比表面積效應(yīng)，在li⁺離子注入和脫出時(shí)都能保持較高的透光率，而且具有很好的循環(huán)可逆性，非常適合作為透射型電致變色玻璃的離子儲(chǔ)存層，多用于摻雜使用。

目前，在透射型電致變色器件中，很少有單一電極薄膜材料能夠同時(shí)滿足高的離子電荷儲(chǔ)存容量、較好的循環(huán)可逆性，同時(shí)兼具較高的光透過(guò)率。所以對(duì)單一電極薄膜進(jìn)行改性研究是找到理想的離子儲(chǔ)存材料的途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明將具有良好循環(huán)可逆性的光惰性材料納米ceo2摻雜到tio2中作為一種離子儲(chǔ)存材料。同未摻雜ceo2的tio2薄膜相比，ceo2-tio2復(fù)合薄膜離子儲(chǔ)存容量和透光性能的效果更好。

本發(fā)明的目的在于提出一種用于電致變色玻璃的ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜的制備方法。

本發(fā)明提供的一種用于ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜的制備方法如下：首先用無(wú)水乙醇溶解鈦酸丁酯，將水解抑制劑二乙醇胺加入其中，制備出鈦的醇溶液；然后將硝酸鈰制備的鈰的醇溶液滴加入上述配好的鈦的醇溶液中，將混合溶液置于磁力攪拌器上持續(xù)攪拌，獲得ceo2-tio2復(fù)合溶膠；最后采用提拉浸漬法，將溶膠涂覆在超聲清洗的ito導(dǎo)電玻璃上并進(jìn)行燒結(jié)，得到ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜。

本發(fā)明進(jìn)一步給出在上述方法基礎(chǔ)上的具體工藝參數(shù)：

1、配置鈦的醇溶液的工藝參數(shù)：用無(wú)水乙醇按1∶2(體積比)的比例溶解鈦酸丁酯，將水解抑制劑二乙醇胺按照7％～10％(體積百分比)的比例加入其中，制備出鈦的醇溶液。

2、制備ceo2-tio2復(fù)合溶膠的工藝參數(shù)：用無(wú)水乙醇按4∶5(質(zhì)量比)的比例溶解硝酸鈰，將水解抑制劑冰醋酸按照7％～10％(體積百分比)的比例加入其中，將鈰的醇溶液按照0.55∶1～1∶1(ce/ti摩爾比)的比例滴加入上述配好的鈦的醇溶液中，配制ceo2-tio2復(fù)合溶膠。

3、制備ceo2-tio2復(fù)合離子儲(chǔ)存電極薄膜的工藝參數(shù)：將超聲清洗后的ito導(dǎo)電玻璃以1-2.5mm/s的速率浸入配制的ceo2-tio2復(fù)合溶膠，5min之后，以同樣的速率將玻璃提拉出來(lái)，在25℃溫度條件下干燥10min，在80℃溫度條件下干燥30min，最后置于馬弗爐中在280℃-350℃溫度條件下燒結(jié)2-3h，得到ceo2-tio2復(fù)合離子儲(chǔ)存電極薄膜。

本發(fā)明還給出了優(yōu)選的方案，具體如下：

首先，用無(wú)水乙醇按1∶2(體積比)的比例溶解鈦酸丁酯，再將水解抑制劑二乙醇胺按照7％～10％(體積百分比)的比例加入其中，制備出鈦的醇溶液；然后將鈰的醇溶液按照0.55∶1～1∶1(ce/ti摩爾比)的比例滴加入上述配好的鈦的醇溶液中，配制ceo2-tio2復(fù)合溶膠；最后將溶膠以1-2.5mm/s的速率涂覆在超聲清洗的ito導(dǎo)電玻璃上，干燥后置于馬弗爐中，在280℃-350℃燒結(jié)2-3h，得到ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜。

本發(fā)明的作用機(jī)理是：二氧化鈦薄膜自身具有離子注入/脫出可逆性好以及在聚合物電解質(zhì)中化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是其弱陰極著色效應(yīng)極大的限制了它的應(yīng)用。二氧化鈰具有4f電子能級(jí)結(jié)構(gòu)，有豐富的電子躍遷能級(jí)，以及納米顆粒的小尺寸和高比表面積效應(yīng)，在li⁺離子注入和脫出時(shí)都能保持較高的透光率，而且具有很好的循環(huán)可逆性。鈰的摻雜能夠顯著改善二氧化鈦薄膜的離子儲(chǔ)存容量以及光學(xué)性能，使得ceo2-tio2復(fù)合薄膜成為了較為理想的透射型電致變色玻璃的離子儲(chǔ)存層材料。

本發(fā)明所獲得的ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜，經(jīng)循環(huán)伏安測(cè)試后，離子儲(chǔ)存容量達(dá)到19mc/cm²以上；經(jīng)紫外可見光分光光度計(jì)測(cè)試后，在可見光區(qū)透光率達(dá)到80％以上。

本發(fā)明提供的方法的特點(diǎn)：

1、有利于環(huán)境保護(hù)，沒(méi)有產(chǎn)生次生危害。

2、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)摻雜，便于控制，用量少，綜合成本低。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1所得的ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜經(jīng)循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果。

圖2為實(shí)施例2所得的ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜經(jīng)循環(huán)伏安測(cè)試結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

首先，用無(wú)水乙醇按1∶2(體積比)的比例溶解鈦酸丁酯，再將水解抑制劑二乙醇胺按照7％(體積百分比)的比例加入其中，制備出鈦的醇溶液；然后將鈰的醇溶液按照0.85∶1(ce/ti摩爾比)的比例滴加入上述配好的鈦的醇溶液中，配制ceo2-tio2復(fù)合溶膠；最后將將溶膠以2mm/s的速率涂覆在超聲清洗的ito導(dǎo)電玻璃上，干燥后置于馬弗爐中，在310℃燒結(jié)2h，得到ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜。

本發(fā)明所獲得的ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜，經(jīng)循環(huán)伏安測(cè)試后，離子儲(chǔ)存容量達(dá)到19mc/cm²以上，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。

實(shí)施例2

首先，用無(wú)水乙醇按1∶2(體積比)的比例溶解鈦酸丁酯，再將水解抑制劑二乙醇胺按照8％(體積百分比)的比例加入其中，制備出鈦的醇溶液；然后將鈰的醇溶液按照1∶1(ce/ti摩爾比)的比例滴加入上述配好的鈦的醇溶液中，配制ceo2-tio2復(fù)合溶膠；最后將將溶膠以2.5mm/s的速率涂覆在超聲清洗的ito導(dǎo)電玻璃上，干燥后置于馬弗爐中，在350℃燒結(jié)2h，得到ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜。

本發(fā)明所獲得的ceo2-tio2離子儲(chǔ)存電極薄膜，經(jīng)循環(huán)伏安測(cè)試后，離子儲(chǔ)存容量達(dá)到19mc/cm²以上，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。