离子交联凝胶电解质的制备及其在电致变色器件中的应用开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

电致变色(electrochromic(ec))是指材料在电化学诱导的氧化还原状态发生可逆颜色变化的现象,电致变色现象主要表现为颜色在透明和有色状态之间的可逆变化,具有电致变色性能的材料就是电致变色材料。电致变色材料具有高对比度(△t%)、着色效率(ce)、循环寿命和快速响应时间,功率消耗低、制造成本低等优点,可应用于防眩镜,智能窗、电子纸和oled等。由于电致变色器件在低压偏压下具有快速响应和大光学调制等特性,在节能方面也受到广泛关注。总之,电致变色材料不仅安全环保健康,在节约能源的同时还给人们的生活带来了便利。

电解质作为两个电极之间的界面层,在电致变色器件中起着非常重要的作用。电解质材料主要可分为三类:液态电解质、固态电解质和凝胶电解质。液态电解质常使用挥发性的有机溶液作为溶剂,溶剂易挥发,且在长期使用过程中易发生泄漏。固态电解质虽然不会发生电解液泄漏等问题,但固态电解质存在导电能力差、界面电荷转移电阻高等问题。因此,液态和固态电解质在电致变色的应用中均受到限制。

凝胶电解质又称为半固体状电解质,具有良好的导电性,能有效避免溶液泄漏问题,弥补液态和固态电解质的缺陷。在传统化学交联的凝胶电解质中,聚乙二醇(peg)、聚环氧乙烷(peo)、聚丙烯腈(pan)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚偏氟乙烯(pvc)、聚偏氟二乙烯(pvdf)等都是近年来的研究热点,且已有研究者将凝胶电解质应用于电致变色器件中。jianping zhou等以碳酸丙烯酯(pc)为溶剂,采用溶胶-凝胶法成功合成了基于聚(丙二醇)双(2-氨基丙基醚)(2-appg)和3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(ics)的混合凝胶聚合物电解质(gpe),具有高离子电导率、良好的热稳定性以及良好的电化学稳定性。john marcc 等合成了负载有3-iptes官能化zro2纳米粒子的pvdf-hfp,发现掺入zro2纳米粒子会影响电解质的离子导电率、光学透射率等性能,可应用于电致变色的智能窗。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:用liclo4、pc和dmf的混合溶液作为液体电解质。以deam,aa,aam为原料,通过自由基聚合制备离子交联的凝胶电解质。

材料表征:用紫外-可见光分光光度计、dsc、xrd等方法研究离子交联凝胶的凝胶化转变温度等凝胶性能及其低温下的性能;研究离子凝胶电解质在可见光区的透过率、电导率、电化学窗口、热稳定性等,探讨离子缔合物、引发剂等对电致变色器件的离子传输层的影响。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-8周:按照实验方案制备得到离子交联凝胶,分析其结构。

第9-12周:运用电化学工作站,研究离子交联凝胶的导电性能。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] hung-ju yen, shiue-ming guo,guey-sheng liou. synthesis and unexpected electrochemical behavior of thetriphenylamine‐based aramids with ortho- and para- trimethyl-protectivesubstituents[j]. journal of polymer science part a polymer chemistry, 2010, 48(23):5271-5281.

[2] huiying qua, xiang zhang,hangchuan zhang, et al. highly robust and flexible wo3·2h2o/pedot films forimproved electrochromic performance in near-infrared region[j]. solar energymaterials amp; solar cells, 2017, 163: 23-30.

[3] buasri a, ongmali d,sriboonpeng p, et al. development of transparent electrodes using graphenenano-ink and post-consumer pet bottles for electrochromic application[j]. keyengineering materials, 2017, 744: 463-467.

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