利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021109476210
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料,其特征在于,所述电致变色和储能材料,具有多孔单晶纳米线结构,纳米棒直径为15‑40nm,纳米线定向生长,钒均匀掺杂在纳米线中。

2.根据权利要求1所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料,其特征在于,所述电致变色和储能材料,具有电致变色性能,能够在宏观上实现透明和深蓝色之间快速可逆变化,着色时间为0.9‑2.8s,褪色时间为2.5‑4.8s,循环次数超过6000圈不发生衰减。

3.根据权利要求1所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料,其特征在于,所述电致变色和储能材料,在电致着色褪色过程中,同时对应着电量的的储存和释放,电容量2

为20‑50mF/cm,具有倍率性能。

4.根据权利要求1‑3任意一项所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:S1、将FTO基底分别用乙醇和去离子水超声清洗,随后在干燥箱中干燥;

‑4

S2、将步骤S1干燥后的FTO基底放入磁控溅射真空室中,抽至2*10 Pa,通入氩氧混合气,在基底表面进行射频磁控沉积反应并沉积有氧化钨仔晶层,再进行退火处理;

S3、向烧杯一中加入钨酸粉末、去离子水和过氧化氢,加热搅拌至澄清,得到0.01‑

0.1mol/l的过氧钨酸;

S4、向烧杯二中加入五氧化二钒粉末、去离子水和过氧化氢,冰浴搅拌至澄清,得到

0.01‑0.1mol/l的过氧钒酸;

S5、将步骤S3和步骤四S4的溶液按照钒钨0‑5%原子比混合;在烧杯三中依次加去离子水、过氧钨酸和过氧钒酸的混合溶液、盐酸、以及乙腈,搅拌5‑10min,得到一份前驱体溶液;

S6、将步骤S2处理后的FTO基底斜放入装有步骤S5前驱体溶液的反应釜中,将反应釜放入烘箱加热,然后自然冷却至室温;

S7、将步骤S6得到的产物用去离子水清洗,并进行退火处理,从而得到钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料。

5.根据权利要求4所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料的制备方法,其特征在于:步骤S1的具体过程是:FTO基底依次用乙醇、去离子水超声清洗30‑40min,随后在干燥箱中干燥。

6.根据权利要求4所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料的制备方法,其特征在于:步骤S2中射频磁控沉积反应用的是纯度99.999%的三氧化钨靶材,氩气和氧气比为(0.5‑5):1,溅射气压为0.5‑2.5pa,溅射功率为20‑40W,溅射时间为5‑15min;退火温度为350‑450℃,升温速率为2‑5℃/min,保温时间为1‑2h。

7.根据权利要求4所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料的制备方法,其特征在于:步骤S3中,过氧化氢和去离子水的体积比为1:3,搅拌温度为80‑100℃。

8.根据权利要求4所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料的制备方法,其特征在于:步骤S4中过氧化氢和去离子水的体积比为3:1,过氧化氢分两次加入,搅拌温度为0‑10℃。

9.根据权利要求4所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料的制备方法,其特征在于:步骤S5中,去离子水、过氧钨酸和过氧钒酸的混合溶液、以及乙腈的体积比为4:

3:2。

10.根据权利要求4所述的一种钒掺杂单晶氧化钨电致变色和储能材料的制备方法,其特征在于:步骤S6中,烘箱加热保温的温度为150‑180℃,保温时间为6‑12h;步骤S7中,退火温度为150‑250℃,升温速率为2‑5℃/min,保温时间为1‑2h。