製備鎢摻雜二氧化釩薄膜

進入21世紀以來，能源危機與環境問題已經成為社會可持續發展的兩大障礙。對於我國能源問題，尤其是高建築能耗問題，尤為嚴峻。據統計，我國建築能耗在社會各類總能耗中所占比例已達30%，而隨著城市化進展、城鎮建設的推進，建築能耗將繼續迅猛增長，估計到2030年，中國建築總面積將是現在的兩倍，意味著建築能耗將急劇增加。

目前通過材料的設計、優化實現光譜的分波段調控是節能窗開發的核心內容，例如，太陽輻射能量主要分佈在0.25‑3μm波長之間，其中，紫外光、可見光和近紅外光所占能量分別為9％、43％和48％。因而應被阻止在室外可見光保障室內的採光，減少照明能耗，因而應當保證可見光具有一定的透過率；而近紅外光攜帶的能量在冬季可以減少採暖能耗所以需要適當攝入，然而近紅外光在夏季卻需要被遮蔽在室外以減少空調的致冷負荷。由此可見，根據溫度條件有效地調控近紅外光透過率可以有效減少建築能耗。

二氧化釩（V0₂）是一種典型的溫控相變材料，其在68℃發生由低溫單斜相（M相）到高溫金紅石相（R相）的可逆金屬半導體相轉變。但在實際應用中，68℃明顯不是人類適宜的溫度，因此，要讓二氧化釩發揮作用，需要將二氧化釩的相變溫度從68℃降低到室溫（25℃）附近，以最大化二氧化釩的節能效率。

在各種摻雜二氧化釩中，最有效且常用的當屬摻雜鎢二氧化釩。摻雜鎢可以顯著降低VO₂的相變溫度，按摩爾百分數數計，每摻雜1%的鎢可使二氧化釩相變溫度降低28℃。然而摻雜鎢二氧化釩也存在著一些問題：例如，（1）通過摻雜鎢降低二氧化釩的相變溫度的能力不穩定，不同製備體系的結果有很大不同，金屬鎢或者鎢的醇鹽作為原料，這些原料不僅價格昂貴，而且極不穩定，對保存條件要求苛刻，總之，這過程不是簡單的攪一攪拌一拌就能成功的，鎢摻雜二氧化釩薄膜的過程首先需要製備酸性鎢溶膠。

在25ml去離子水中，加入0.051g鎢酸銨，此時鎢酸銨不溶解形成懸濁液。將該懸濁液加熱到20℃，然後逐滴滴加0.5mol/L鹽酸至溶液pH為3.0，此時所有鎢酸銨溶解。溶液自然冷卻後，用去離子水定容於50ml容量瓶中，並對冷卻後的物體進行測量，顯示出明顯的丁達爾效應，即得到鎢元素濃度為0.004mol/L的酸性鎢溶膠。

二氯氧釩50ml去離子水和3.8gPVP加入250ml燒杯中，攪拌直至得到藍色透明溶液，其中釩離子的濃度為0.5mol/L。按鎢離子與釩離子的摩爾比為0.05：1，在上述藍色透明溶液中加入酸性摻鎢劑，攪拌一小時後制得穩定的鍍膜液。

將石英玻璃通過標準RCA清洗，除去玻璃表面的污染有機物、灰塵以及金屬離子雜質。採用旋塗的方式鍍膜，乾燥10分鐘。在氮氣氣氛下，在500℃保溫0.5小時，然後使爐溫自然下降，即可得到二氧化釩薄膜，膜厚度為78 nm。

製備酸性鎢溶膠，可以提供在酸性條件下穩定存在的鎢源，可以廣泛用作三氧化釩、摻雜鎢二氧化釩製品的鎢源，而廣泛應用於節能薄膜、節能塗料、太陽能溫控裝置或能源資訊設備，例如，微型光電開關器件、熱敏電阻、電池材料和光資訊記憶體件，工藝簡單易控、成本低、適合規模生產。

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