탄소 양자점 복합재료의 제비와 그 전기적 변색성능에 관한 연구

시안과기대
 
요약: 전기 치변색은 전기 활성 재료가 일정한 전기장 작용 하에 있으면 색이 역행하고 지속적인 변화를 일으키는 현상을 말한다.전치 변색기의 성능에 영향을 주는 주요 요인은 전치 변색 전극 재료이기 때문에 높은 대조도, 짧은 응답 시간, 높은 순환 안정성을 찾는 전치 변색 재료가 현재 전치 변색 부품 연구의 중점이 되었다.

본 과제의 목표는 복합형 전기치 변색 재료를 설계하고 제조하는 것이고 탄소 양자점의 특수한 성능을 이용하여 유기 및 무기 전기 치 변색 재료의 성능을 더욱 향상시키며 양호한 전기화학 성능과 전기 치색 변색 성능을 갖춘 복합 재료를 얻을 수 있을 것이라는 연구 작업을 진행하는 것이다.

이 글은 탄소 양자점의 우수한 수용성 분산성을 이용하여 이를 전치 변색 체계에 도입하고 원위 복합 및 공가 결합법을 통해 탄소 양자점이 혼합된 전치 변색 복합 재료들을 복합 후 분자 간 인터페이스 상호작용을 통해 소재의 전치 변색 성능을 강화하였다.수열 제비를 거쳐 얻은 탄소 양자점은 폴리페닐아민과 원위치를 취합하고 프로스람과 수열 복합제를 실시하여 고대비도하며 신속한 응답을 위한 복합 재료의 박막을 구비하고 전기적 변색 기물을 조립하였으며 전자현미경, 투과전자현미경, X-선 회절, X선광전자 에너지 스펙트럼, 라만 스펙트럼, 푸리에 변환 적외광 스펙트럼 등의 수단과 구조물을 스캔하여 재료에 대한 구조를 조정하였다.

최종 결과는 다음과 같다.

(1) 먼저 "위에서 부터 아래로의" 방법을 사용하여 탄소 양자점을 만들고 서로 다른 아미노, 카르복실기의 비율 및 반응 시간을 변화시킴으로써 제조된 탄소 양자점은 자외 스펙트럼을 통해 광학 성능을 측정한 결과를 아미노 비율 증가에 따라 탄소 양자점의 형광 성능이 향상되 반응 시간이 증가함에 따라 탄소 양자점의 흡수봉의 위치가 적화되는 것으로 나타났다.

(2) 탄소양자점과 유기전자로 변색된 재료를 복합하여 가장 광범위하게 응용되고 가장 많은 폴리페닐아민을 선별하여 원위집합법을 통해 탄소양자점과 폴리페닐아민을 혼합했 XPS 테스트를 통해 C, N,  세가지 원소가 대응되는 봉의 위치가 결합가능성이 높은 방향으로 이동하는 것을 발견하였으며탄소양자점과 폴리페닐아민의 성공적인 복합을 설명하였다.

(3) 수열로 제조한 탄소 퀀텀닷은 프로이센 블루와 복합하고 수열법을 사용하여 리놀렌산 트라이나트륨을 보조제로 사용하여 동일한 온도에 반응하는 시간을 가진 프로이센 블루 필름을 먼저 제조한다.반응 시간이 증가함에 따라 프로이센 블루 필름의 대비도가 높아지고 전기화학적 성능이 강화되어 착색 시간이 짧아졌으며 이는 저항 그래프에서 반응 시간이 긴 박막일수록 비교적 적은 전하 전이 저항과 이온 확산 저항에 대응된다.다음으로, 구연산 트라이나트륨을 보조제로 서로 다른 비율의 탄소양자점을 프로이센 블루와 복합하여 제조한 복합필름은 외관상 연한 것에서 깊은 것까지 푸른색을 띤다.탄소 양자이 증가함에 따라 복합 박막의 전기화학적 성능과 전기적 변색 성능이 향상되었다.

(4) 포도당을 보조제로 하여 서로 다른 비율의 탄소 퀀텀닷과 프로이센그린을 복합하여 제조된 복합 필름은 외관상 다색을 보이며 전기 렌즈 분석을 통해 탄소 퀀텀닷의 증가에 따라 복합 재료에서 탄소의 질량 백 점수와 원자 백 점수가 증가하며 XPS에서 Fe, N, C원소의 결합 에너지도 모두 높은 방향으로 이동하여 탄소 퀀텀닷과 블루 점들을 설명했다.또한 탄소 양자점의 추가량이 증가함에 따라 노란색에서 파란색으로 변화할 수 있다. 그리고 제조된 복합 박막의 전기화학적 성능과 전기적 변색 성능이 모두 뚜렷하게 향상되어 대비도가 현저히 증대된다.
 
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