【摘 要】
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进入21世纪以来,随着科技的日益发展,人们的生活对能源利用量越来越大,因此导致的能源危机和环境污染问题愈发严重,对节能材料的研发是当今材料科学发展领域的重要课题。电致变色材料是指在外电场下可发生可逆的颜色变化,可实现材料对不同波长的光波的吸收、透过的可逆调制。由于电致变色的这种性能,在智能窗、防眩光镜、显示屏等领域具有很大的应用前景。是节能材料发展的一个重要领域。氧化镍作为一种过渡金属氧化物,广泛
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进入21世纪以来,随着科技的日益发展,人们的生活对能源利用量越来越大,因此导致的能源危机和环境污染问题愈发严重,对节能材料的研发是当今材料科学发展领域的重要课题。电致变色材料是指在外电场下可发生可逆的颜色变化,可实现材料对不同波长的光波的吸收、透过的可逆调制。由于电致变色的这种性能,在智能窗、防眩光镜、显示屏等领域具有很大的应用前景。是节能材料发展的一个重要领域。氧化镍作为一种过渡金属氧化物,广泛应用于电子、催化剂、蓄电池领域。而氧化镍也是一种典型的阳极电致变色材料,具有成本低、制备方法简便、对比度高等优点。但是,目前所应用的氧化镍材料存在循环稳定性差、响应时间长的缺点,并且氧化镍材料颜色变化单不具备美观性。因此,如何提高氧化镍的电致变色性能是一个有待科研工作者研究的课题。在本文中,通过一系列法方法提高氧化镍的电致变色性能。在第三章中,采用金属-有机框架的方法制备氧化镍纳米片薄膜和具有分级结构的氧化镍电致变色薄膜;通过对样品进行性能检测发现具有分级结构的氧化镍薄膜具有较高的对比度、较快的响应速度和很好的循环稳定性;而具有致密结构的氧化镍纳米片材料与之相比电致变色性能较差。通过性能分析可知,具有分级结构的氧化镍薄膜具有更大的光学对比度(44.2%)和更快的电致变色响应速度(tb=4s,tc=3.3s),而致密氧化镍薄膜的对比度为31.13%,着色时间13.7s,褪色时间为4.5s。在第四章中,通过化学浴沉积和氧化锌纳米棒模板结合的方法制备了具有分级结构的氧化镍纳米管材料。通过对样品进行电致变色性能分析,发现具有分级结构的氧化镍纳米管阵列薄膜(ΔT=71%)与氧化镍纳米片薄膜(ΔT=49%)相比具有更大的对比度、更快的响应速度、更大的着色效率和更好的循环稳定性。纳米管阵列薄膜的响应速度为(tc=5.4s,tb=5.2s),纳米片薄膜的响应速度为(tc=8s,tb=10s);纳米管薄膜与纳米片薄膜的着色效率分别为51 cm~2/C与22cm~2/C.在第五章中,通过水热的方法制备氧化镍纳米线与纳米片薄膜,并将两种薄膜材料通过电沉积的方法与聚苯胺进行复合,聚苯胺很好地与氧化镍材料结合形成氧化镍/聚苯胺核壳结构。通过对材料的电致变色性能的分析,氧化镍纳米线具有较快的响应速度,而氧化镍纳米片具有较大的对比度。对两种复合材料与单一的聚苯胺薄膜进行电致变色性能分析发现两种复合材料薄膜都具有比纯聚苯胺更大的对比度,并且氧化镍纳米线/聚苯胺材料具有更大的对比度和更快的响应速度,这种复合结构材料不仅体现了氧化镍材料高的对比度而且还体现了聚苯胺材料快的响应速度和颜色丰富的优点。氧化镍纳米线/聚苯胺复合薄膜的光学对比度为45%,着色时间为1.2s,褪色时间为1.2s,着色效率为134.2cm~2/C.
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