聚合物离子液体电解质与石墨烯修饰ITO电极的制备及性能

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yyqzhang
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电致变色器件在日常生活中的应用十分广泛,如电致变色智能窗、电致变色眼镜、大型柔性显示器件、汽车自动防眩目后视镜等诸多领域,其绿色环保的特点十分突出。随着对电致变色材料研究的不断成熟,为了制备性能更加优异的电致变色器件,电解质层和透明导电电极作为器件的关键组成部分,对电致变色器件的性能提升起到了重要作用,吸引了越来越多的关注。  本文将就这两个方面展开研究,文章第一部分将不同种类的咪唑类离子液体作为导电介质和增塑剂加入到聚合物基体中,制备了五种不同的固体聚合物电解质,研究结果发现,相较于(PMMA+LiBF4)体系的固态电解质,当加入离子液体为[BMIM]OTF时,(PMMA+LiClO4+[BMIM]OTF)电解质体系的综合性能最佳,其电导率为8.1×10-5S cm-1、透光率达80.5%,并且热稳定性较好(热分解温度达216.2℃)。尽管相比于其他离子液体体系,(PMMA+LiClO4+[BMIM]OTF)体系的电解质综合性能最好,但离子电导率仍然偏低,距离其实际应用仍存在一定的差距。  为了进一步提升聚合物电解质的电导率,论文第二部分通过调控离子液体[BMIM]OTF与聚合物基体的比例,制备了相应的固态电解质。发现,当基体PMMA与离子液体[BMIM]OTF的质量比为1∶2时,聚合物电解质([BMIM]OTF2)离子导电率(3.4×10-4S cm-1)和透光率(84.1%)达到最佳。此外,以该体系的固态电解质作为电解质层,组装了PTBTPA/[BMIM]OTF2/PEDOT的电致变色原型固体器件。研究发现,该器件在不同电压下可以实现橙色和蓝色的可逆颜色转变,并且具有较优的光学对比度(26%)、快速的响应时间(0.4s)以及优异的电化学循环稳定性(循环使用1000次以上),达到了初步实用化的要求,在智能窗和汽车后视镜等领域具有潜在的应用前景。  论文第三部分,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-ITO复合电极材料。利用电化学聚合法在GO-ITO复合电极上制备聚苯胺(PANI)薄膜,并对其形貌结构、电化学及电致变色性质进行表征。研究结果表明,与ITO电极相比,采用GO-ITO复合电极制备的PANI的成膜性得到明显改善,具有更加均匀细致的颗粒表面,增大了聚合物与电解液的接触面积,为电致变色过程中平衡离子的注入/脱出提供了更多的通道,因而PANI薄膜在700nm处的对比度提高了约13%,响应速度缩短了约2.6s,着色效率高达169.6cm2/C,同时GO的引入保持了PANI良好的电化学稳定性。可见,GO-ITO复合电极能有效地改善聚合物的综合性能,该部分工作对于聚合物电致变器件中电极修饰的研究工作具有一定的借鉴作用。
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摘要:时代在不断的发展进步,综合能力是当代学生必须具备的综合能力之一,小学是培养各种学习能力以及增强其学习兴趣的关键时期,因此,教师要把握好该时期,积极培养小学生的学习能力,努力使其成为当代需要的新型人才。  关键词:小学; 科学;课堂  小学科学是培养学生综合素质能力重要的学科之一。教师在小学时期应积极引导学生对其科学知识进行主动学习,进而让其对科学的课堂产生兴趣,激发学生的学习热情,构建小学科