[发明专利]一种具有热致变色性能的三氧化钨/二氧化钒的复合粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有热致变色性能的WO₃/VO₂的复合粉末的制备方法，所述制备方法包括：将五氧化二钒与钨酸铵按一定比例充分研磨后得到混合粉体；将混合粉体和碳酸氢铵在真空中进行还原退火处理，处理后得到WO₃/VO₂复合粉末；所得的粉末与PVP和乙醇混合球磨后旋涂制成WO₃/VO₂复合薄膜。本发明采用直接退火还原法，制备工艺简单，制备效率高，对设备要求低，适合于大面积工业生产；制得的复合粉末具有热致变色性能，并且表现出较低的相变温度。

技术领域

本发明涉及无机材料的技术领域，尤其涉及一种具有热致变色性能的WO₃/VO₂的复合粉末及其制备方法。

背景技术

二氧化钒(VO₂)是一种热致变色材料，在68℃附近其晶体结构会发生从四方金红石到单斜结构的转变，各种理化性能会发生很大的改变。伴随着晶体结构的变化，光学折射率、透射率和反射率会发生突变，尤其在红外和近红外波段光学透过率变化最为突出：当温度较低时，其可见光和近红外波段的透过率都比较高；当温度升高到68℃以上，其可见光透过率不变，近红外波段的透过率降低。二氧化钒这一可逆相变的特性以及相变前后光学性能发生较大的变化使得二氧化钒在视窗太阳能控制方面有广泛的应用前景。

三氧化钨(WO₃)是目前研究最为广泛的智能窗无机变色材料,其禁带宽度2.5～3.25eV，在近红外和可见光区域具有较高的透射率，表现出优秀的光学性能。在光催化、电致变色、光致变色、气致变色等方面表现出良好的特性，广泛应用于化学传感器、燃料电池、光电器件等领域。

目前已有不少关于WO₃与VO₂粉体的研究，不过将WO₃与VO₂相复合的研究很少，并且之前的制备工艺如水热法、磁控溅射法和化学气相沉积法等一直很复杂。为此，开发一种简单方便的直接退火法制备M相VO₂粉末，同时将该VO₂粉末与WO₃复合以降低VO₂的相变温度，提高热致变色性能。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种具有热致变色性能WO₃/VO₂复合粉末及其制备方法，用其可制备出具有良好热致变色性能的WO₃/VO₂复合粉末。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有热致变色性能的WO₃/VO₂的复合粉末的制备方法，包含如下步骤：

(1)将五氧化二钒与钨酸铵研磨混合均匀后，得到混合粉末；

(2)取碳酸氢铵、步骤(1)所得的混合粉末一同放入真空管式炉中进行真空退火处理，得到WO₃/VO₂复合粉末。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的具有热致变色性能的WO₃/VO₂的复合粉末的制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述步骤(1)中，钨酸铵与五氧化二钒的质量比为1:4～1:16。

作为上述技术方案的改进，所述步骤(1)中，钨酸铵与五氧化二钒的研磨时间为10～30min。

作为上述技术方案的改进，所述步骤(2)中所述混合粉末与碳酸氢铵的质量比为2:1-2:1.5。

作为上述技术方案的改进，所述步骤(2)中所述真空退火的温度为550～600℃，保温时间为30～60min，升温速率为5～10℃/min，真空度为50～100Pa。