[发明专利]一种二氧化锰/普鲁士蓝复合电致变色薄膜和制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化锰/普鲁士蓝复合电致变色薄膜和制备方法。该制备方法包括以下步骤：（1）将乙酸锰和硫酸钠溶于超纯水中，超声振荡后得到电解液A，将铁氰化钾、氯化钾和氯化铁溶于超纯水中，超声振荡后得到电解液B；（2）将FTO置于电解液A中作为工作电极，以铂片为对电极，Ag/AgCl为参比电极，经电沉积得到二氧化锰薄膜；（3）将上述镀有二氧化锰膜的FTO置于电解液B中作为工作电极，铂片和Ag/AgCl分别作为对电极和参比电极，经电沉积得到复合电致变色薄膜。本发明通过简单的两步电沉积法实现了两种无机电致变色材料在微纳米层次上的复合，得到了一种复合电致变色薄膜。

技术领域

本发明属于电致变色薄膜的制备技术领域，特别是涉及一种二氧化锰/普鲁士蓝复合电致变色薄膜和制备方法。

背景技术

电致变色是指材料在电场的作用下价态与化学组分发生可逆变化，导致其光学性质也发生变化，从而产生变色的现象。基于电致变色材料的这一特性而构造的玻璃窗称为电致变色智能窗或灵巧窗，它可以按照人的意愿实现对太阳光的动态调节，是一种有效的节能窗。因此电致变色材料作为目前最有应用前景的智能材料之一而被广泛研究，其中无机材料研究得较为充分，以WO₃为例，研究从最初的非晶态WO₃薄膜发展到结晶态WO₃薄膜，再到如今的微纳米结构WO₃薄膜。尽管经过几十年的发展，无机材料的电致变色性能有了明显的提高，但是单一无机材料的颜色变化比较慢，且光学性能差，颜色变化单一不能满足实际应用的需求。针对以上问题，将复合技术应用于电致变色材料，构筑微纳米复合电致变色材料是改善单一电致变色材料固有缺陷的最直接、有效的途径。

目前，复合电致变色材料的研究主要聚焦于互补型的阴极和阳极电致变色材料的复合，如聚苯胺/氧化钨（PANI/WO₃）（Journal of Materials ChemistryVol. 21(2011)pp.17316-17324）、聚苯胺/氧化镍（PANI/NiO）（Solar Energy Materials and SolarCells Vol. 99 (2012) pp. 14-25）、聚苯胺/二氧化钛（PANI/TiO₂）（Chemistry ofMaterials Vol. 22 (2009) pp. 255-260.）、聚吡咯/氧化钨（PPy/WO₃）（Journal ofPhysical Chemistry C Vol. 114 (2010) pp. 16335-16342）等。然而有关同类型电致变色材料复合的研究却鲜有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种二氧化锰/普鲁士蓝复合电致变色薄膜和制备方法。本发明采用两步电沉积法直接在导电玻璃表面制备二氧化锰/普鲁士蓝纳米复合薄膜，工艺简单，成本低，具有在玻璃表面制膜的产业应用可能性。

本发明中，通过调节电解液的组成、沉积电压或电流密度以及沉积时间等参数在FTO导电玻璃上实现二氧化锰/普鲁士蓝复合电致变色薄膜的可控制备，所得复合薄膜可以充分发挥二氧化锰和普鲁士蓝各自的优势，实现双重电致变色效应，可以组装成各类电致变色器件，在智能窗、防眩后视镜等领域具有广泛的应用前景。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种二氧化锰/普鲁士蓝复合电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：

（1）将乙酸锰和硫酸钠溶于超纯水中，超声振荡后得到电解液A；将铁氰化钾、氯化钾和氯化铁溶于超纯水中，超声振荡后得到电解液B；

（2）将清洗干净的FTO导电玻璃置于电解液A中作为工作电极，经电沉积得到二氧化锰薄膜；

（3）将上述得到的镀有二氧化锰薄膜的FTO导电玻璃置于电解液B中作为工作电极，经电沉积得到二氧化锰/普鲁士蓝复合电致变色薄膜。