Ho掺杂VO2纳米粒子的制备及其复合薄膜的热致调光性能
2022-10-21 14:08:54王子煊，刘敬肖，史非，康佳宏，张皓杰
大连工业大学学报
2022年5期
王 子 煊， 刘 敬 肖， 史 非， 康 佳 宏， 张 皓 杰
(大连工业大学 纺织与材料工程学院, 辽宁 大连 116034 )
0 引 言
因二氧化钒在68 ℃临界温度下可发生可逆的单斜相(M)至金红石相(R)的金属-绝缘体相变(MIT)，使其在智能窗户领域广受关注[1]。但在实际应用过程中，VO2仍存在相变温度过高、可见光透过率和耐久性需要提高等问题[2]。
常见的解决这些问题的方法有构建核壳结构粒子[3-4]、元素掺杂改性[5]、设计多层复合薄膜[6]等。元素掺杂是对其进行结构调控优化的常用方法之一，掺杂稀土元素对VO2进行性能优化也有所报道。通过溶胶凝胶法制备的La掺杂VO2薄膜，其可见光透过率(ΔTlum)和太阳光调制能力(ΔTsol)分别能够达到50.1%和10.3%[7]。Cao等[8]通过简易的溶胶凝胶法制备的Eu掺杂VO2，其相变温度降低至47.5 ℃的同时太阳光调制能力仍保持在6.7%。本研究课题组的研究表明，通过水热法制备F掺杂VO2并在680 ℃下退火可使其相变温度降低至53.96 ℃[9]；水热退火两步法制备的Zn掺杂VO2纳米粒子在太阳光调制能力(ΔTsol)达到15.27%的同时，其可见光透过率也得到了提高(ΔTlum=5.78%)[10]。
为了进一步提高VO2的热致调光性能，通过水热退火两步法制备了HoxVO2粉体，并利用辊涂法制备了HoxVO2-PMMA复合薄膜，测试表征了HoxVO2粒子的微观结构和热致相变行为，并对其热致调光和隔热性能进行了研究。
1 实 验
1.1 材 料
五氧化二钒(AR)，99.0%，山东西亚化学工业有限公司；二水合草酸(AR)，99.5%；国药集团化学试剂有限公司；硝酸钬(Ⅲ)五水合物(AR)，99.99%，上海阿拉丁试剂有限公司；无水乙醇(AR)，99.0%，光复科技发展有限公司；去离子水，自制。
