[发明专利]一种氧化钨量子点电致变色电极的制备方法

说明书

本发明提供一种氧化钨量子点电致变色电极的制备方法，包括：将氧化钨量子点的多元醇溶液置于透析袋中，随后放入水中进行透析2～10小时获得氧化钨量子点的透析液；以及将透明导电基底预热至80～120℃，将氧化钨量子点的透析液涂覆在所述透明导电基底上获得所述氧化钨量子点电致变色电极。本发明制备方法不需要任何的后续处理过程，无需后续进行高温退火处理，获得的氧化钨量子点电致变色电极保留了氧化钨量子点的形貌和尺寸，保留了量子点的表面效应和小尺寸效应，增强了电致变色电极电化学反应活性，具有优异的电致变色性能。

技术领域

本发明属于电致变色领域，特别涉及一种氧化钨量子点电致变色电极及其制备方法和应用。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性(透过率、吸收率、反射率等)在外加电场的作用下发生稳定持续可逆的变化，同时伴随着离子的嵌入和脱出，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色智能窗可以根据人们的需求动态的调控太阳热和可见光的透过率，从而减少空调和照明的使用，达到建筑节能的目的。相比于低辐射玻璃，如果将电致变色智能窗应用于普通住宅，可以减少10％的能源消耗。

氧化钨作为最早发现的一种电致变色材料，由于性能优越，价格低廉等优点，是被最为关注的一种电致变色材料。早在十年前，人们通过磁控溅射的方法制备了氧化钨电致变色薄膜，并基于氧化钨电致变色薄膜制备了电致变色智能窗，实现了商业化应用。然而，到目前为止，大规模的推广应用并未实现，主要是因为高昂的市场价格。高昂的薄膜制备设备，严苛的制备过程，都导致了生产成本的增加。因此，开发简单廉价的氧化钨电致变色电极制备方法是必要的。

氧化钨电致变色的机理是在电场的作用下离子与电子的双注入和抽出，所以良好的离子和电子电导率将有益于电致变色性能的提高。纳米结构的氧化钨薄膜可以大幅提升离子在薄膜中的迁移率，从而实现离子在薄膜中的快速注入与抽出，提高氧化钨的电致变色性能。所以，如何通过简单廉价的制备方法获得具有优异电致变色性能的纳米结构氧化钨薄膜是急需解决的问题。电致变色性能的评价指标主要包括响应时间、光学调制幅度和循环寿命。中国专利(CN108663868 A)通过在导电玻璃上喷涂钨前驱体，随后进行紫外光照和干燥处理获得了氧化钨电致变色薄膜。此方法制备过程简单，但所制备的氧化钨薄膜不是纳米结构，导致光学调制幅度低(小于40％)，响应时间慢(着色60s，褪色130s)。中国专利(CN105366954 A)将液相激光烧蚀与电泳沉积方法相结合，制备了纳米氧化钨电致变色薄膜。此方法虽然制备了纳米结构的氧化钨薄膜，但是制备工艺复杂，而且未给出具体的电致变色性能参数。中国专利(CN102898038 A)先在FTO导电玻璃上形成氧化钨的晶种层，随后利用水热的方法生长氧化钨薄膜，所得薄膜为纳米结构，与基底附着力好，响应速度快，调制幅度可以达到60％。但此这种方法需要两步，晶种层的制备和水热薄膜的生长，水热生长时间长，这都增加了生产时间，而且水热生长无法获得大面积的薄膜，这都限制了其进一步的推广应用。Cong等(Adv.Mater.2014,26,4260)首先利用两步反应制备了氧化钨量子点，随后将量子点表面包覆的长链有机物用短链的导电高分子材料进行替换，用旋涂的方法制备了氧化钨量子点电致变色薄膜。此薄膜表现出了优异的电化学反应活性，具有超快的响应速度，大的调制幅度，高的着色效率，但只有50次的循环寿命，这大大限制了其实际应用。

综上所述，目前还没有能够开发出一种简单高效的方法来制备电致变色性能优异的氧化钨量子点电致变色电极。

发明内容

本发明目的在于克服现有的技术缺陷，提供了一种氧化钨量子点电致变色电极的制备方法，包括：将氧化钨量子点的多元醇溶液置于透析袋中，随后放入水中进行透析2～10小时获得氧化钨量子点的透析液；以及将透明导电基底预热至80～120℃，将氧化钨量子点的透析液涂覆在所述透明导电基底上获得所述氧化钨量子点电致变色电极。