[发明专利]一种有机-无机复合电致变色材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及电致变色材料技术，尤其是有机-无机复合电致变色材料的制备方法。

背景技术

电致变色(Electrochromism，EC)是指在外界电场的作用下，材料发生氧化或还原导致其对光透射或反射产生可逆变化，在外观上表现为颜色的可逆变色现象。电致变色材料一般可分为无机电致变色材料和导电聚合物电致变色材料两大类：无机材料是较早被研究的电致变色材料，且具有颜色对比度高、循环稳定性高、附着力强及热稳定性高等优点；与无机电致变色材料相比，导电聚合物电致变色材料具有响应速度快、颜色变化丰富、易加工、易分子设计及成本低廉等优点。因此，仅靠单一的材料来实现性能较好的电致变色现象又具有其局限性，利用导电聚合物-无机材料复合制备电致变色材料已经受到越来越多的研究者关注；毕竟两种材料间均有各自的优势：导电聚合物虽然具有响应速度快、颜色变化丰富、易加工、易分子设计及成本低廉等优点，而无机材料所具有的优点(颜色对比度高、循环稳定性好、附着力强及热稳定性高等)也是导电聚合无法替代的。目前，通过选取适当不同材料，利用其结构、性能上的协同效应来制备性能更好的电致变色材料被证明是可行的；越来越多的研究成果均表明这一思路必将开启电致变色材料研究领域的新热潮。基于此，本发明立足开发结构特殊的复合型电致变色材料，经过结构的改变充分提高复合材料的综合性能，使得所制备的电致变色材料性能更佳优异。

发明内容

本发明提供一种有机-无机复合电致变色材料的制备方法，该方法所制备的复合电致变色材料相对于现有无机电致变色材料或导电聚合物电致变色材料具有更加优异的综合性能。

本发明技术方案如下：

一种有机-无机复合电致变色材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：在ITO玻璃导电层表面铺展一层直径在600nm-1μm的聚苯乙烯(PS)球。

步骤2：采用电化学沉积工艺在ITO玻璃导电层表面的聚苯乙烯球间隙沉积能够热分解成无机电致变色材料的氢氧化物。

步骤3：采用甲苯浸泡的方式去除聚苯乙烯球，并采用热处理方式使得沉积的氢氧化物分解成氧化物，从而在ITO玻璃导电层表面形成柱状纳米无机电致变色材料。

步骤4：采用电化学沉积工艺在ITO玻璃导电层表面的柱状纳米无机电致变色材料间隙沉积导电聚合物电致变色材料，得到有机-无机复合电致变色材料。

上述技术方案中，步骤2中所述能够热分解成无机电致变色材料的氢氧化物为氢氧化钴，步骤3中氢氧化物分解成的氧化物为Co₃O₄。

一种有机-无机复合电致变色材料的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤1：在ITO玻璃导电层表面铺展一层直径在600nm-1μm的聚苯乙烯(PS)球。

步骤2：采用电化学沉积工艺在ITO玻璃导电层表面的聚苯乙烯球间隙沉积无机氧化物电致变色材料。

步骤3：采用甲苯浸泡的方式去除聚苯乙烯球，从而在ITO玻璃导电层表面形成柱状纳米无机氧化物电致变色材料。

步骤4：采用电化学沉积工艺在ITO玻璃导电层表面的柱状纳米无机氧化物电致变色材料间隙沉积导电聚合物电致变色材料，得到有机-无机复合电致变色材料。

上述技术方案中，步骤2中所述无机氧化物为WO₃。上述两个技术方案中，所述导电聚合物电致变色材料为PEDOT(聚3，4-乙烯二氧噻吩)。

本发明主要是通过附着有PS球的ITO玻璃先电化学沉积氧化物电致变色材料，由于PS球的缘故，本发明中所制备的氧化物电致变色材料不会像通常不做任何处理的ITO玻璃上的形貌一样，而是大部分的氢氧化物(或氧化物)会沉积在PS球间隙中，形成柱状纳米结构；然后将其充分浸泡在甲苯中以去除ITO上的PS球，最后将已经去除PS球并附着有氢氧化物材料的ITO在氧气氛的保护下煅烧即可得到无机氧化物电致变色材料；然后采用电化学沉积工艺在柱状纳米无机电致变色材料间隙沉积导电聚合物电致变色材料，即可得到有机-无机复合电致变色材料。

本发明基于聚苯乙烯牺牲层工艺及电化学沉积工艺，将无机电致变色材料和导电聚合物电致变色材料巧妙地复合在一起，所得到的复合电致变色材料能够综合导电聚合物电致变色材料和无机电致变色材料的性能优势，从而体现出单纯无机电致变色材料或导电聚合物电致变色材料不可比拟的综合性能。

附图说明

图1为本发明提供的有机-无机复合电致变色材料的一种制备流程图。

图2为本发明提供的有机-无机复合电致变色材料的另一种制备流程图。