论文部分内容阅读
氧化钼是重要的半导体材料,在信息显示器件、高敏感度光存储材料及变色玻璃等方面显示出巨大的应用前景,使其成为光致变色器件的热点候选材料之一。但目前有关新颖形貌氧化钼材料的报导很少,而对于其光致变色性能研究,尤其是弱激发光致变色性能的研究则更为少见。可通过改进MoO3薄膜的制备工艺对MoO3纳米结构单元的尺寸、形貌及其组装的特殊结构的控制可优化MoO3薄膜的光致变色性能,其中有机诱导的方法可以影响和控制形核的部位、结晶物质的选择、晶体颗粒的尺寸、多晶型的选择、晶体学取向以及最终的晶体形貌,制备出形貌多样的薄膜材料,为特殊形貌的MoO3薄膜的合成及改善光致变色性能提供了新的思路和途径。
本文以钼酸钠为原料通过水热沉积法制备了MoO3薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对MoO3薄膜进行了物相和形貌表征,并利用紫外-可见光漫反射吸收光谱仪(UV-Vis-DRS)及全自动色差计分别对其进行了光致变色性能的定性和定量测试。
首先,在pH值和热处理温度确定的基础上,分析浓度对MoO3薄膜的结构,形貌和光致变色性能的影响,确定了MoO3光致变色薄膜的基本制备工艺,对MoO3薄膜的光致变色机理进行了初步探讨。然后,在此基础上,通过苹果酸和甲醛分别诱导作用制备了具有新颖形貌的MoO3薄膜,分析了有机诱导剂对产物形貌和性能的影响,并探讨了MoO3薄膜形貌与光致变色性能优化关系。
结果分析表明:
1.在前期实验的基础上,主要研究了溶液浓度对MoO3薄膜形貌光致变色性能的影响。随着浓度的升高,薄膜的光致变色性得以改善,但随着浓度进一步的提高,光致变色性转而变差,故本论文确立最佳溶液浓度为0.16mol/L。
2.利用水热沉积法,苹果酸诱导制得六方相MoO3薄膜,结果表明苹果酸对MoO3薄膜微观形貌及光致变色性能有着显著的影响,且添加量不同,形貌各异,添加量较少时,MoO3薄膜颗粒为纳米杆状,添加量增大时,MoO3薄膜颗粒为花球状。有机诱导剂改善了薄膜的表面结构特征,增大了比表面积,这两种特殊的形貌结构改善了薄膜对光的吸收能力,增强了MoO3薄膜的光致变色性能,色差值分别达到6.027和9.821。
3.利用水热沉积法,甲醛诱导制得六方相MoO3薄膜,结果表明甲醛对MoO3薄膜微观形貌及光致变色性能有着显著的影响,且添加量不同,形貌各异,添加量少时,MoO3薄膜颗粒为花球状,添加量增大时,MoO3薄膜颗粒为立方体纳米杆的球状。有机诱导剂改善了薄膜的表面结构特征,增大了比表面积,这两种特殊的球状形貌改善了薄膜对光的吸收能力,增强了MoO3薄膜的光致变色性能,色差值分别达到8.921和7.321。
4.通过初步的探讨可知,有机物能够控制MoO3颗粒的成型及生长,通过控制有机物的添加以及有机物的添加量,可以制得形貌新颖的MoO3薄膜,从而改善其光致变色性能。