聚苯胺电致变色薄膜的红外发射特性研究

为实现聚苯胺电致变色薄膜红外发射率的大幅度调制,在柔性PET-ITO薄膜基底上恒电位沉积硫酸-磺基水杨酸共掺杂的聚苯胺薄膜.采用扫描电镜和傅立叶红外光谱仪表征了薄膜的形貌和结构,用红外比辐射率测试仪和紫外-可见分光光度计测量薄膜的红外发射率和可见光透过率.在优化电解液浓度配比的基础上,通过建立薄膜红外发射率与方块电阻之间的关系曲线(R-E曲线),深入探讨了影响聚苯胺红外发射特性的关键因素.研究结果表明,在薄膜中聚苯胺厚度和电导率的影响下,红外发射率和方块电阻之间遵循对数函数的变化特征.随着中间态发射率E0的增加,氧化态和还原态的红外发射率呈阶梯状上升,红外发射率调制幅度ΔE先增大后减小,在0.71处达到最大值.同时,红外发射率调节对薄膜的可见光电致变色性能无消极影响,可见光平均透过率之差可达43.8%.     

苯胺四聚体薄膜的制备及其电致变色性能

以苯胺四聚体做为电致变色材料, 在保持ITO有效涂覆面积不变的情况下, 通过控制溶液浓度和用量的方式控制膜厚, 采用自然铺展的方式制备得到了均匀的电致变色膜. 循环伏安特性曲线表明, 在－0.2～0.8 V电压范围内, 随着电压的升高, 苯胺四聚体结构发生从还原态到中间态再到氧化态的转变, 并伴随着颜色从浅黄色到绿色再到蓝色的变化. 研究发现, 电解质溶液种类和膜厚对苯胺四聚体膜的电致变色性能有较大影响. 苯胺四聚体膜的对比度按照HCl, HNO₃, H₂SO₄, LiClO₄电解质溶液的顺序依次降低. 随着膜厚度增加, 苯胺四聚体膜的对比度增加, 响应时间延长. 当采用樟脑磺酸掺杂的苯胺四聚体制备电致变色膜时, 在其他条件相同的情况下可以提高苯胺四聚体膜的对比度并同时缩短响应时间.     

石墨烯-ITO复合电极对聚苯胺薄膜电致变色性质的影响

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),首先,石墨与浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷反应制得强氧化产物,随后将其与浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾反应,经双氧水发泡、酸洗、超声等合成氧化石墨烯水溶液,再通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料.通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料.利用电化学聚合法在GO-ITO复合电极上制备聚苯胺(PANI)薄膜,并对其形貌结构、电化学及电致变色性质进行表征.结果表明,与ITO电极相比,采用GO-ITO复合电极制备的PANI的成膜性得到明显改善,复合电极具有更加均匀细致的颗粒表面,增大了聚合物与电解液之间的接触面积,为电致变色过程中平衡离子的注入/脱出提供了更多的通道,因而PANI薄膜在700nm处的光学对比度提高了约13%,响应速度缩短了约2.6 s,着色效率高达169.6 cm2/C.GO的引入保持了PANI良好的电化学稳定性.GO-ITO复合电极有效改善了聚合物的综合性能,对于聚合物电致变色材料及器件的开发具有潜在的应用前景.     

原位聚合沉积聚苯胺薄膜及其电致变色性能

采用原位聚合的方法,以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为空间稳定剂,直接在玻璃基体表面聚合沉积导电聚苯胺(PANI)薄膜。用扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、四探针电导率测试仪和热重分析仪(TG)对聚苯胺膜结构及性能进行了表征。采用循环伏安法测试了薄膜的电致变色性。结果表明:盐酸掺杂聚苯胺薄膜呈翠绿色,薄膜厚115 nm,表面电导率为4.6×10-3S/cm。电致变色实验中聚苯胺电极电位在-6~ 6 V循环变化时,薄膜颜色在黄绿和蓝绿间可逆变化。电致变色前后聚苯胺薄膜的紫外可见吸收光谱表明,随着电极电位的降低,极化子峰发生红移,说明聚苯胺分子链中醌式结构单元被还原,聚苯胺薄膜质子化程度提高。     

缓冲液中聚苯胺的电化学活性和电致变色

使用循环伏安法、恒电流充放电和现场光谱电化学法研究了聚苯胺在氯化钠溶液、磷酸氢钠缓冲液和由氯化锌和氯化铵组成的溶液中的电化学活性和电致变色。在pH457的1mol×dm-3NaCl溶液中,聚苯胺膜的颜色几乎不随电位而变化,循环伏安图上无氧化还原峰,所以聚苯胺仅有很低的电化学活性。在pH457、640、738的磷酸氢钠缓冲溶液中,循环伏安图上有氧化还原峰。随pH值升高,它们的峰电位向负电位方向移动。根据循环伏安图的面积,聚苯胺在02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲溶液中的电化学活性,即氧化还原电量约是相同pH值的1mol×dm-3NaCl溶液中的3倍。在pH738、640和pH457的02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲液中,聚苯胺吸收峰的波长移动的起始电位分别为010V、030V和040V(vs.AgAgCl电极,饱和KCl溶液)。这种电位移动的趋势与循环伏安图上的氧化还原峰的电位移动相一致。在pH640和pH457的02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲溶液中,聚苯胺的可见光谱图上出现一个与电位有关的等吸收点。聚苯胺膜在pH475和pH640的02mol×dm-3磷酸氢钠缓冲液中,当电位从060V下降到-020V(vs.AgAgCl电极,饱和KCl溶液)时,聚苯胺膜的颜色从紫红色变到兰色、绿色和黄色。在pH440、457和492的由25mol×dm-3ZnCl2和30mol×dm-3NH4Cl组成的溶液中,聚苯胺的循环伏安图上均有     

综合化学实验:三苯胺衍生物的合成、结构与电致变色性能的研究

介绍了一个综合化学实验。通过乌尔曼缩合反应合成一种具有电致变色性能的三苯胺衍生物。利用红外光谱、核磁共振氢谱、循环伏安法对化合物的结构及电化学性能进行表征。通过将电化学工作站和紫外-可见分光光度计联机进行光谱电化学测试,深入研究该化合物的电致变色性能。本实验充分体现了“合成-表征-分析”的科研思维模式,并打破了传统的单独仪器测试方式,在让学生了解合成化学知识和前沿学术研究的同时,提高学生的基本实验技能和综合运用学科知识的能力。     

旋转涂布法制备Si-Mo-W酸盐电致变色薄膜

本文采用旋转涂布制备了Si-Mo-W酸盐的电致变色薄膜。伴随着Li⁺的电化学注入，这些薄膜呈现出可逆的颜色变化。由于这类电致变色薄膜的变色幅度较小，故可用作为强变色材料的对电极。     

苯胺四聚体合成及电致变色器件制备——一个大学化学综合性实验

介绍一个研究探索型大学化学综合性实验——苯胺四聚体合成及其电致变色器件制备。内容包括苯胺四聚体的合成及简单的电致变色器件的制备和相关性能的测试。通过本实验的实践,可以让学生拓宽相关化学专业知识,提高学生综合实验操作技能和专业素质,让学生接触所学领域的前沿技术,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研探究能力。     

低温热处理氧化钨电致变色薄膜的制备与性质

低温热处理氧化钨电致变色薄膜的制备与性质;电致变色;溶胶 凝胶法;聚乙烯醇;氧化钨     

多色显示电致变色聚合物叠层复合薄膜的可控制备

在氧化铟锡透明导电玻璃(ITO)电极上电化学聚合依次得到聚4,4',4″-三[4-(2-联噻吩基)苯基]胺(PTBTPA)和聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)薄膜, 从而可控制备出叠层复合薄膜. 由红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(SEM)表征了复合薄膜. 紫外-可见吸收光谱和电化学测试结果表明, 相对于PTBTPA薄膜(中性态橙色到氧化态深灰色)与PEDOT薄膜(中性态深蓝色到氧化态浅蓝色)的颜色变化, 叠层复合薄膜在不同的电压下能够展现出从橙色→蓝色→墨绿色的颜色变化, 并保持了较好的电化学活性和光学对比度. 这主要源于中性态吸收光谱和颜色显示互补的电致变色材料的选择. 本文提供了一种简单有效的制备多色乃至全色显示的电致变色材料的方法, 该方法同样适用于其它聚合物电致变色材料体系.     

氧化铑变色薄膜的制备及其电变色研究

采用溶胶-凝胶方法制备了氧化铑电致变色薄膜。通过施加阴极或阳极电位, 薄膜在碱性电解液中呈现从亮黄（还原态）到深绿（氧化态）的可塑颜色变化,而 且可达到上千次循环而性能不变。采用XRD,SEM,TG,DTA,UVV,FTIR和循环伏安 等技术对薄膜的晶态、形貌、热处理过程和电变色过程进行了研究。得出100 ℃处 理的膜内含有一定量的结晶水,其性能最好。对薄膜的电致变色性能如：着色效率 、响应时间及循环寿命、开路记忆等进行了测试,并讨论了氧化铑薄膜电变色的反 应机理。     

Electrochromic Properties of Peroxopolytungstic Acid Thin Films

Electrochromic thin films have been deposited from peroxopolytungstic acid aqueous solutions. These solutions are obtained via the dissolution of tungstic acid in hydrogen peroxide. The nature and properties of the films depend on the drying procedure. Amorphous films are formed upon fast drying. They exhibit good electrochromic properties but have to be heat treated in order to become insoluble. Crystalline films are formed upon slow drying. Their electrochromic properties are not very good but better amorphous or crystalline films are then obtained after a thermal treatment above 200°C. In both cases, the reversibility of lithium insertion is not good during the first cycles but improve significantly upon cycling. This should be due to the electrochemical reduction of peroxo groups.     

含铁磁耦合Ni3单元的均苯三甲酸桥联双层镍(II)配合物

使用均苯三甲酸与碳酸镍在水热条件下反应得到了一例新的二维双层Ni(II)配位聚合物Ni3(BTC)2(μ-H2O)26H2O。二维层包含syn-syn羧酸桥和水桥连接的三核Ni3单元,进一步用均苯三甲酸上的苯环连接成二维层状结构。磁性研究表明,相邻Ni2+离子间存在弱的铁磁耦合作用。水桥连镍离子的桥联键角为122.8(3)deg,所以通过该水桥镍离子间应该呈现反铁磁耦合。因此,实验结果证明了syn-syn羧酸桥传递铁磁耦合,而且铁磁耦合大于反铁磁作用,最终配合物呈弱的铁磁耦合。基于本工作和文献报道的含syn-syn 羧酸混合桥联镍配合物的磁性,我们总结出下面结论：Ni–O–C–O–Ni的共面性与否决定了配合物的磁性。共面性好的Ni–O–C–O–Ni导致中等强度的反铁磁耦合,而共面性差会消弱反铁磁作用,甚至出现由反铁磁变为铁磁耦合。标题配合物中羧酸桥所传递的铁磁性可能就归因于Ni–O–C–O–Ni的不共平面性。因此,与含羧酸桥的混合桥联双核铜(II)配合物类似,轨道补偿效应(the orbital complementary effect (OCE))对于解释水/羧酸混合桥联镍(II)配合物的磁性也同样适用。     

紫精类电致变色材料的制备和机理

1,1'-二取代4,4'-联吡啶盐通常称作紫精(viologen),紫精以及接有紫精基团的聚合物（polyviologen）有优异的电致和光致变色性能,在新一代电致变色器件、显示器件和智能窗等方面有很好的应用前景。文章综述了紫精和紫精聚合物的制备、结构与性能、电致变色机理、功能器件设计以及在化学合成、纳米功能符合等方面的研究进展,并提出例如今后的重要研究方向。     

固态聚苯胺电致变色器件的制备和性能

采用CeO2-TiO2复合物薄膜作为聚苯胺电致变色器件的对电极, 选用聚合物固态电解质(PE: PMMA-PC-EC-LiClO4), 构筑了新型双层结构(Dual-type)聚苯胺(PANI)固态电致变色(EC)器件. 用电化学现场紫外-可见光谱法表征了该EC器件(ITO|PANI||PE||CeO2-TiO2|ITO)的电致变色性能, 并与单层结构(Single-type)EC器件(ITO|PANI||PE|| ITO)进行了比较. 研究结果表明, 双层结构EC器件比单层结构EC器件的电致变色性能好, 如响应速度快, 循环寿命长. 同时, 考察了电解质组分对聚苯胺电致变色稳定性的影响. EC器件(ITO|PANI||PE||CeO2-TiO2|ITO)的颜色呈现由透明的黄色(-1.5 V, PANI vs. CeO2-TiO2)到蓝色(1.0 V)的可逆变化, 在700 nm处的透射率由42.19%变到13.35%, 经过150个循环, 其透射率差仍保持不变, 着色效率为152.1 cm2/C.