氧化镍薄膜制备、改性及其电致变色性能的研究

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1、．Studyonthepreparation,modificationanelectrochromic．propertiesOfNi0filmsI⑧Author’Ssignature：一‘■。Supervisor7Ssignature：ExternalReviewers：ExaminingCommitteeChairperson：ExaminingCoDate㈣9洲7洲5㈣3㈣9叭8ii0●l㈣Y浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果．除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写

2、过的研究成果，也不包含为获得浙塑太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意．学位论文作者签名：袁9暖南签字日期：2-口fI#弓月If日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙婆太堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅．本人授权浙望太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文．(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：剖暖元签字日期：力J1年≥月J1日导师签名：

3、签字日期：20fJ年弓月J1日摘要摘要本研究利用溶胶凝胶旋涂法，以醋酸镍为前驱体，在ITO玻璃基板上成功制备了NiO薄膜．并通过掺杂不同的元素制备得到了具有优异电致变色性能的NiO薄膜，并对掺杂薄膜结构和性能的影响进行了研究．通过UV-vis分光光度计测试了薄膜的透过率，XRD测试了薄膜的结晶状态，XPS测试了薄膜表面的元素信息，SEM观察薄膜的表面形貌，循环伏安法和计时电流法测试了薄膜的电化学性能．讨论了工艺参数对NiO薄膜结构和电致变色性能的影响，研究了电致变色过程中光学性质的变化．实验结果表明：在300℃热处理1．5h制备的NiO薄膜是非晶态，开始结晶的温度处于

4、300到350℃之间．总体而言，非晶态的NiO薄膜比晶态的薄膜有更好的变色效果．热处理温度较低时，得到的薄膜比较疏松，孔隙较多，与基板的附着力差，薄膜容易脱落；随着热处理温度的增加，薄膜表面的晶粒变大，电致变色性能变差．500℃制备的NiO薄膜已基本无电致变色现象．350℃热处理的薄膜具有良好的电致变色特性．探讨了NiO薄膜的变色机理，本研究制备的NiO薄膜在电化学反应过程中Ni2+不只经历了一次氧化反应，而是被氧化成更高价态的Nr，Ni4+．为了提高薄膜初始态／褪色态的透过率，改善薄膜与基板的附着力及循环稳定性，本研究利用溶胶凝胶法通过掺杂的方式对薄膜的性能进行了改

5、进，研究了舢、Li等的掺杂对NiO薄膜电致变色性能的影响。通过研究发现Al掺杂后的NiO薄膜褪色态都具有很高的透过率。400℃热处理后得到的A1／Ni摩尔比为O．2的NiOx：A1薄膜致色态／褪色态的透过率可调范围达到了79．53％．400℃热处理后得到的Li掺杂样品产生了同类原子的偏聚，薄膜初始态的透过率极低，变色效果很差，说明掺Li的薄膜的热处理温度不宜太高。另外，本文还研究了Li、Ti共掺杂的NiO薄膜，共掺杂得到的薄膜具有很好的电化学活性，达到稳定的电致变色状态所需要的循环次数要更少．关键词：电致变色，溶胶凝胶旋涂法，NiO薄膜，掺杂AbstractInthe

6、presentstudy,nickeloxidethinfilmsweresuccessfullypreparedviasol-gel．processandspin—coatingmethodsonITOglasssubstrates．TheeffectsofdifferentdopantsonthestructureandpropertiesofNiOthinfilmswereinvestigatedtooptimizetheelectrochromicperformanceofthecoatings．Thecomposition,microstructure，mo

7、rphology,transmittancespectraandelectrochemicalpropertiesof⋯NiOthinfilmswerecharacterizedbymeansofUV-Visspectra,XRD，XPS，SEMand⋯——cyclicVoltammetryandChronoamperometry．Theresultsshowthatthenickeloxidefilmsanealledat300℃for1．5hourswereamorphous．TheNiOthinfilmsstartedtoCrystaliteb