本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料及其制備方法，屬于功能薄膜領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)所述多功能材料具有非晶多孔納米三角島狀組織，所述氧化鎳納米三角同時(shí)具有優(yōu)異的電致變色性能和儲(chǔ)能性能，可以通過材料的顏色變化實(shí)時(shí)觀測(cè)材料的儲(chǔ)能狀態(tài)，所述氧化鎳納米三角雙功能材料以FTO導(dǎo)電玻璃為基底，薄膜呈非晶多孔納米三角島狀組織。本發(fā)明專利技術(shù)利用獨(dú)特的氧分壓脈沖控制技術(shù)，制備出具有非晶多孔納米三角島狀組織的氧化鎳納米三角薄膜，大大提高了材料的電致變色性能和儲(chǔ)能性能，適合應(yīng)用于節(jié)能/儲(chǔ)能雙功能器件或應(yīng)用于其它先進(jìn)能源器件。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電致變色，電容功能薄膜，尤其涉及一種氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、開發(fā)具有高能源效率的材料有利于應(yīng)對(duì)當(dāng)今存在的能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題。電致變色材料它可以通過由外部電壓觸發(fā)的可逆氧化還原反應(yīng)來控制太陽光的吸收和傳輸。此外，該材料可以調(diào)節(jié)可見光和熱輻射，有利于在不同季節(jié)保持辦公大樓和家庭的舒適溫度，從而達(dá)到節(jié)能目的。超級(jí)電容器被認(rèn)為是一種極具前景的儲(chǔ)能器件，它利用電荷的可逆插入/移除實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)。由于兩者類似的工作原理，氧化鎳材料在快速電荷轉(zhuǎn)移過程中同時(shí)表現(xiàn)出電致變色和電能存儲(chǔ)特性，將電致變色和儲(chǔ)能在單一電極上進(jìn)行統(tǒng)一可以大幅提高能源利用效率。非晶氧化鎳擁有大量的小離子存儲(chǔ)位點(diǎn)和多種離子傳輸通道，納米結(jié)構(gòu)氧化鎳則可以大幅減小離子傳輸路徑，擴(kuò)大電極與電解質(zhì)間的接觸面積。非晶納米結(jié)構(gòu)氧化鎳具有優(yōu)異的光學(xué)對(duì)比度、快速的響應(yīng)速度和高面電容，因此對(duì)于具有節(jié)能和儲(chǔ)能雙重功能的先進(jìn)納米器件來說具有廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料及其制備方法。本專利技術(shù)制備的氧化鎳，具有有序納米三角陣列和非晶多孔分級(jí)結(jié)構(gòu)，可有效提高電子傳輸速度和離子擴(kuò)散速率，加快反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程，擁有優(yōu)秀的雙功能特性。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：
3、一種氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，所述薄膜材料具有分級(jí)的非晶多孔納米三角島狀組織。
>4、優(yōu)選地，所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料中非晶多孔納米三角島狀組織尺寸為100-500nm，組織間隙小于20nm。5、優(yōu)選地，所述的氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料由于其獨(dú)特的非晶多孔納米三角島狀組織，擁有優(yōu)秀的電致變色性能和儲(chǔ)能性能，可見光調(diào)制幅度為60～70％，近紅外光調(diào)制幅度為20～30％，完全著色時(shí)間為2～4s，褪色時(shí)間為1～2s，著色效率為30～50cm2/c，面電容量達(dá)到5-15mf/cm2。
6、優(yōu)選地，所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料的厚度為500nm以下。
7、本專利技術(shù)還提供了上述技術(shù)方案所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料的制備方法，包括以下步驟：
8、fto導(dǎo)電玻璃使用前依次置于丙酮、乙醇和去離子水中超聲清洗，利用等離子體處理儀對(duì)玻璃表面處理之后置于真空烘箱中干燥備用，開始濺射前前先利用nio電沉積法在洗凈的fto導(dǎo)電玻璃表面預(yù)處理，形成一層薄的種子層，將處理好的fto導(dǎo)電玻璃裝入磁控濺射儀器中，同時(shí)裝入純度為99.99％的鎳靶，先將腔體真空度利用磁懸浮分子泵抽至2*10-4pa以下，隨后通入濺射氣體氬氣和反應(yīng)氣體氧氣，并穩(wěn)定控制腔體中氧分壓。之后利用脈沖電源，在控溫控氧條件下完成氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料的薄膜濺射過程。
9、優(yōu)選地，所述制備過程中氧分壓在0.1pa-0.2pa之間，濺射功率為30～50w，濺射氣壓為1～2pa，工作距離為5-10cm，濺射溫度為50-70℃，脈沖電源的工作頻率為0.025hz，濺射時(shí)間為100-150分鐘。
10、本專利技術(shù)提供了一種氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料及其制備方法。本專利技術(shù)所述多功能材料具有非晶多孔納米三角島狀組織，所述氧化鎳納米三角同時(shí)具有優(yōu)異的電致變色性能和儲(chǔ)能性能，可以通過材料的顏色變化實(shí)時(shí)觀測(cè)材料的儲(chǔ)能狀態(tài)，所述氧化鎳納米三角雙功能材料以fto導(dǎo)電玻璃為基底，薄膜呈非晶多孔納米三角島狀組織。本專利技術(shù)利用獨(dú)特的氧分壓脈沖控制技術(shù)，制備出具有非晶多孔納米三角島狀組織的氧化鎳納米三角薄膜，獨(dú)特的非晶多孔納米三角島狀組織增加了材料的比表面積，顯著增強(qiáng)了電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程，極大程度上提高了材料的電致變色性能和儲(chǔ)能性能，適合應(yīng)用于節(jié)能/儲(chǔ)能雙功能器件或應(yīng)用于其它先進(jìn)能源器件。
11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：
12、1、本專利技術(shù)電致變色材料具有有序納米三角陣列，多孔分級(jí)結(jié)構(gòu)，可有效加快電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，大幅提高材料的響應(yīng)速度和對(duì)比度；
13、2、非晶結(jié)構(gòu)的有效控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)小離子更大的存儲(chǔ)容量，更豐富的離子傳輸通道，所得到的雙功能材料具有可見光近紅外雙波段調(diào)制，反應(yīng)時(shí)間短，著色效率高，儲(chǔ)能量大等優(yōu)點(diǎn)；
14、3、本專利技術(shù)的制備方法具有穩(wěn)定、尺寸、厚度、結(jié)構(gòu)可控的特點(diǎn)，有利于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，其特征在于：所述薄膜材料具有分級(jí)的非晶多孔納米三角島狀組織。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，其特征在于，所述薄膜材料由尺寸均一且密排的非晶多孔納米三角島狀組織組成，非晶多孔納米三角島狀組織的尺寸為100-500nm，非晶多孔納米三角島狀組織均勻分布，相鄰的非晶多孔納米三角島狀組織間存在空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，其特征在于，所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料的可見光調(diào)制幅度為60～70％，近紅外光調(diào)制幅度為20～30％，完全著色時(shí)間為2～4s，褪色時(shí)間為1～2s，著色效率為30～50cm2/C，面電容量達(dá)到5-15mf/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，其特征在于，所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料的厚度為200～450nm，非晶多孔納米三角島狀組織間間隙約為10-20nm。
5.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述濺射沉積的濺射功率為30～50W，濺射氣壓為1～2Pa，工作距離為5-10cm，濺射溫度為50-70℃，脈沖電源的工作頻率為0.025Hz，濺射時(shí)間為100-150分鐘。
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，其特征在于：所述薄膜材料具有分級(jí)的非晶多孔納米三角島狀組織。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，其特征在于，所述薄膜材料由尺寸均一且密排的非晶多孔納米三角島狀組織組成，非晶多孔納米三角島狀組織的尺寸為100-500nm，非晶多孔納米三角島狀組織均勻分布，相鄰的非晶多孔納米三角島狀組織間存在空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料，其特征在于，所述氧化鎳納米三角電致變色儲(chǔ)能雙功能材料的可見光調(diào)制幅度為60～70％，近紅外光調(diào)制幅度為20～30％，完全著色時(shí)間為2～4s，褪色時(shí)間為1～2s，著...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：史英迪，鄭玉雷，湯凱，葉龍強(qiáng)，惠貞貞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽科技學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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