晶体结构(对应PDF卡片72-0514)衍射峰一一对应，可认为所制备得到的二氧化钒薄膜纯度较高。
[0046]实施例3
[0047]称取1.82g五氧化二钒，溶入约为50mL水中，再加入0.54g 二盐酸肼和6mL浓盐酸，并在10mL容量瓶中配置成钒离子浓度为0.2mol/L的二氯氧钒溶液。向配制好的二氯氧钒溶液中加入钨酸铵((NH4) 10ff12041)，钨元素摩尔比与二氯氧钒溶液中钒离子摩尔比为lat%。，搅拌均匀。待稳定后，加入二氯氧钒溶液质量3%的PVP。整个过程恒温在60°C磁力搅拌6h，陈化12小时形成稳定的掺钨含钒溶胶。以石英为衬底材料，清洗之后用红外灯烘干或者用气枪吹干备用。
[0048]在石英衬底上旋涂含f凡溶胶,分别以500r/min的低速旋涂9s,3000r/min的高速旋涂30s，再将旋涂后的石英衬底在80?90°C干燥1min ;重复以上过程I次得到掺钨含钒凝胶。
[0049]将干燥好的掺钨含钒凝胶样品放入管式退火炉中，退火炉内放置氧化钙Ig和碳酸氢铵0.lg，将管式退火炉抽真空至2.0X103Pa。退火工艺为:以10°C /min的升温速率升温至500°C，保温30min后冷却至室温取出样品。
[0050]经变温透过测试，该掺杂lat%g元素氧化钒薄膜样品的相变温度为35°C，在低于相变温度(20°C )和高于相变温度(90°C )时，2000nm处的近红外透过率差值为38.5%。
[0051]图5是实施例3中密封NH3气氛退火得到的掺钨二氧化钒薄膜在2000nm处的热滞回线图，根据分析得知其光学相变温度为35°C。
[0052]实施例4
[0053]称取5.456g五氧化二钒，溶入50mL水中，再加入1.575g 二盐酸肼和8mL浓盐酸，并在10mL容量瓶中配置成钒离子浓度为0.6mol/L的二氯氧钒溶液。待稳定后，加入二氯氧钒溶液质量6%的PVP。整个过程恒温在60°C磁力搅拌6h，陈化12小时形成稳定的含钒溶胶。以石英为衬底材料，清洗之后用红外灯烘干或者用气枪吹干备用。
[0054]在石英衬底上旋涂含钥;溶胶,分别以500?600r/min的低速旋涂9s,6000r/min的高速旋涂30s，再将旋涂后的石英衬底在80?90°C干燥1min ;重复以上过程I次得到含钒凝胶。
[0055]将干燥好的含钒凝胶样品放入管式退火炉中，退火炉内放置氧化钙Ig和碳酸氢铵0.lg，将管式退火炉抽真空至1.3 X 13Pa0退火工艺为:以10°C /min的升温速率升温至500 C，保温Ih后冷却至室温取出样品。
[0056]经测试，该二氧化钒薄膜样品在低于相变温度(20°C )和高于相变温度(90°C )时2000nm处的近红外透过率差值为52%，光学相变温度为58°C。
[0057]实施例5
[0058]称取5.456g五氧化二钒，溶入50mL水中，再加入1.575g 二盐酸肼和8mL浓盐酸，并在10mL容量瓶中配置成钒离子浓度为0.6mol/L的二氯氧钒溶液。待稳定后，加入二氯氧钒溶液质量6%的PVP。整个过程恒温在60°C磁力搅拌6h，陈化12小时形成稳定的含钒溶胶。以石英为衬底材料，清洗之后用红外灯烘干或者用气枪吹干备用。
[0059]在石英衬底上旋涂含钥;溶胶,分别以500?600r/min的低速旋涂9s,6000r/min的高速旋涂30s，再将旋涂后的石英衬底在80?90°C干燥1min ;重复以上过程I次得到含钒凝胶。
[0060]将干燥好的含钒凝胶样品放入管式退火炉中，退火炉内放置氧化钙4g和碳酸氢铵2g，将管式退火炉抽真空至2.0X103Pa。退火工艺为:以10°C /min的升温速率升温至5000C，保温30min后冷却至室温取出样品。
[0061]经测试，该薄膜样品为二氧化钒，在低于相变温度(20°C)和高于相变温度(90°C)时2000nm处的近红外透过率差值为35%。
[0062]实施例6
[0063]称取3.637g五氧化二钒，溶入约50mL水中，再加入1.05g 二盐酸肼和7mL浓盐酸，并在10mL容量瓶中配置成钒离子浓度为0.4mol/L的二氯氧钒溶液。待稳定后，加入二氯氧钒溶液质量3%的PVP。整个过程恒温在60°C磁力搅拌6h，陈化12小时形成稳定的含钒溶胶。以石英为衬底材料，清洗之后用红外灯烘干或者用气枪吹干备用。
[0064]在石英衬底上旋涂含钥;溶胶,分别以500?600r/min的低速旋涂9s,5000r/min的高速旋涂30s，再将旋涂后的石英衬底在80?90°C干燥1min ;重复以上过程I次得到含钒凝胶。
[0065]将干燥好的含钒凝胶样品放入管式退火炉中，退火炉内放置氧化钙Ig和碳酸氢铵0.lg，将管式退火炉抽真空至1.7 X 13Pa0退火工艺为:以10°C /min的升温速率升温至470 C，保温3h后冷却至室温取出样品。
[0066]经测试，该薄膜样品在低温20°C和高温90°C时在2000nm处的近红外透过率差值达到54%。
[0067]实施例7
[0068]称取3.637g五氧化二钒，溶入约50mL水中，再加入1.05g 二盐酸肼和7mL浓盐酸，并在10mL容量瓶中配置成钒离子浓度为0.4mol/L的二氯氧钒溶液。待稳定后，加入二氯氧钒溶液质量3%的PVP。整个过程恒温在60°C磁力搅拌6h，陈化12小时形成稳定的含钒溶胶。以石英为衬底材料，清洗之后用红外灯烘干或者用气枪吹干备用。
[0069]在石英衬底上旋涂含钥;溶胶,分别以500?600r/min的低速旋涂9s,5000r/min的高速旋涂30s，再将旋涂后的石英衬底在80?90°C干燥1min ;重复以上过程I次得到含钒凝胶。
[0070]将干燥好的含钒凝胶样品放入管式退火炉中，退火炉内放置氧化钙Ig和碳酸氢铵0.lg，将管式退火炉抽真空至1.6X103Pa。退火工艺为:以10°C /min的升温速率升温至5600C，保温30min后冷却至室温取出样品。
[0071]经测试，该薄膜样品在低温20°C和高温90°C时在2000nm处的近红外透过率差值达到42%。
[0072]实施例8
[0073]称取3.637g五氧化二钒，溶入约50mL水中，再加入1.05g 二盐酸肼和7mL浓盐酸，并在10mL容量瓶中配置成钒离子浓度为0.4mol/L的二氯氧钒溶液。待稳定后，加入二氯氧钒溶液质量3%的PVP。整个过程恒温在60°C磁力搅拌6h，陈化24小时形成稳定的含钒溶胶。以石英为衬底材料，清洗之后用红外灯烘干或者用气枪吹干备用。
[0074]在石英衬底上旋涂含钥;溶胶,分别以500?600r/min的低速旋涂9s,5000r/min的高速旋涂30s，再将旋涂后的石英衬底在80?90°C干燥1min ;重复以上过程I次得到含钒凝胶。
[0075]将干燥好的含钒凝胶样品放入管式退火炉中，退火炉内放置氧化钙Ig和碳酸氢铵0.lg，将管式退火炉抽真空至1.7 X 13Pa0退火工艺为:以5°C /min的升温速率升温至5000C，保温30min后冷却至室温取出样品。
[0076]经测试，该薄膜样品在低温20°C和高温90°C时在2000nm处的近红外透过率差值达到57%。
[0077]由以上实例可知本发明提供的二氧化钒热致变色薄膜的制备方法易于操作、安全性好，对退火炉的真空度要求不高，不需要高真空设备；退火过程不需要通入流动气体，节约成本；并且所制备的二氧化钒薄膜样品批次稳定性好。
【主权项】
1.一种二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)制备含钒溶胶:将五价钒盐氧化还原得到四价钒离子溶液，再加入成膜促进剂，得到四价的含钒溶胶；或 加入成膜促进剂和含掺杂元素的无机盐，得到掺杂钒溶胶； (2)制备含钒凝胶:将四价的含钒溶胶或者掺杂钒溶胶均匀涂覆在衬底材料上，干燥后得到含钒凝胶； (3)退火处理:将含钒凝胶移入放置有碳酸氢铵和氧化钙固体粉末的密闭管式退火炉中，先将退火炉内抽真空，随后升温退火处理得到二氧化钒热致变色薄膜。2.根据权利要求1所述的二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其特征在于步骤(I)所述五价钒盐为五氧化二钒，所述成膜促进剂为聚乙烯吡咯烷酮，所述含掺杂元素的无机盐为鹤Ife按。3.根据权利要求2所述的二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其特征在于步骤(I)所述成膜促进剂的加入量为四价钒离子溶液质量的3-6wt% ;所述含掺杂元素的无机盐中掺杂元素摩尔比与四价钒离子溶液中钒离子摩尔比为Iat%。4.根据权利要求1所述的二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其特征在于步骤(I)所述含钒溶胶或者掺杂钒溶胶中钒离子的摩尔浓度为0.2-0.6mol/L。5.根据权利要求1所述的二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其特征在于步骤(3)所述退火炉内抽真空后真空度为1.0X 103-3.0X 103Pa。6.根据权利要求5所述的二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其特征在于步骤(3)所述碳酸氢铵加入量按退火炉密闭容积计算，每8升放入0.l-2g ;所述氧化钙加入量按退火炉密闭容积计算，每8升放入0.9-4g。7.根据权利要求5所述的二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其特征在于步骤(3)所述升温退火处理工艺为:以5-10°C /min的升温速率升温至470_560°C，保温30min_3h后冷却至室温。8.根据权利要求1-7任一所述方法制备的二氧化钒热致变色薄膜，其特征在于具有单斜二氧化钒晶体结构，相变温度为35-60°C。
【专利摘要】本发明涉及一种二氧化钒热致变色薄膜的制备方法，其包括以下步骤：(1)制备含钒溶胶；(2)制备含钒凝胶；(3)退火处理：将含钒凝胶移入放置有碳酸氢铵和氧化钙固体粉末的密闭管式退火炉中，先将退火炉内抽真空，随后升温退火处理得到二氧化钒热致变色薄膜。本发明提供的方法易于操作、安全性好，对退火炉的真空度要求不高，不需要高真空设备；退火过程不需要通入流动气体，节约成本；并且所制备的二氧化钒薄膜样品批次稳定性好。
【IPC分类】C23C20/08
【公开号】CN105088198
【申请号】CN201410221457
【发明人】赵修建, 万美南, 陶海征, 张文元, 胡灵婷
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月23日