Bi掺杂TiO_2薄膜的电致变色性能.pdf

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1、第38卷第4期材料热处理学报Vol．38No．42017年4月TＲANSACTIONSOFMATEＲIALSANDHEATTＲEATMENTApril2017DOI:10.13289/j.issn.1009-6264.2017.04.023Bi掺杂TiO2薄膜的电致变色性能徐子芳，陈娟，苏红霞(安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南232001)摘要:以钛酸四丁酯、五水硝酸铋为主要原料，采用溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备铋掺杂摩尔分数分别为0、2%、4%、6%、8%和10%的TiO2薄膜，采用TG-DTA、XＲD、电化学工作站、紫外可见分光光度计

2、等表征铋掺杂TiO2薄膜。循环伏安分析显示:铋掺杂后薄膜的阴极还原峰由1个增至3个且峰流值变大，其电流响应时间变化不大，未掺杂和铋掺杂TiO2薄膜的着2－12－1色效率(CE)最大值分别为3.08cm·C、6.17cm·C。少量铋掺杂可以使TiO2正八面体结构发生扭曲变形，提高薄膜的电致变色性能，但过多的铋离子可能会富集于基质的晶界处，增加了锂离子的迁移阻力，甚至阻隔锂离子进入TiO2层中。未掺杂和铋掺杂TiO2凝胶加热至400℃后热稳定性良好;热处理500℃时其粉末为锐钛矿，且掺杂量越高无定形程度越高。关键词:电致变色;溶胶-凝胶;铋掺杂TiO2薄膜;着色

3、效率中图分类号:TB34文献标志码:A文章编号:1009-6264(2017)04-0159-06ElectrochromicpropertiesofTiO2filmwithBidopingXUZi-fang，CHENJuan，SUHong-xia(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan232001，China)Abstract:ElectrochromicTiO2filmsdopedwith0，2%，4%，2%，8%and10%

4、(molefraction)bismuthwerepreparedontheITOglasssurfacebythesol-gelmethodusingTi(OC4H9)4andBi(NO3)3.5H2Oasrawmaterials．ThebismuthdopedTiO2thinfilmswerecharacterizedbymeansofTG-DTA，XＲD，electrochemicalworkstationandtheultraviolet-visiblespectrophotometer(UV-vis)．Theresultsofcyclicvolta

5、mmetricanalysisshowthatdopedfilmshavethreecathodicreductionpeaksandlargerpeakflowvalues．The2－12－1maximumcolorationefficiency(CE)ofundopedandbismuthdopedTiO2thinfilmsare3.08cm·C，6.17cm·C，respectively．AsmallamountofbismuthdopedcanmakeoctahedralstructureoftheTiO2distort，andimprovethee

6、lectrochromicperformanceofthethinfilms．However，toomanybismuthionsmayaggregateatthegrainboundaryofthesubstrate，whichincreasesthemigrationresistanceofthelithiumions，evenblockingthelithiumionsintotheTiO2layer．TheundopedandbismuthdopedTiO2gelhavegoodthermalstabilityat400℃．Thepowderstra

7、nsformintoanatasewhentheheatingtemperaturereachesto500℃，andthehigherthedopingamount，thehigherthedegreeofamorphization．Keywords:electrochromism;sol-gel;BidopedTiO2thinfilms;colorationefficiency［4］电致变色材料是一种新颖的智能材料，在电流或致变色器件等领域由广泛的应用前景。当今时代电场的作用下，材料发生光吸收或光散射，从而导致能源问题相当突出，能源的合理利用，可用于建筑

8、物、颜色产生可逆变化的现象。电致变色材料具有诸多车辆