(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211364068.9 (22)申请日 2022.11.02 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 231300 安徽省合肥市屯溪路193号 申请人 安徽精卓光显技 术有限责任公司 (72)发明人 张勇　孙梦雪　吴玉程　米赛　 陶新宇　崔接武　舒霞　王岩　 秦永强　 (74)专利代理 机构 合肥云道尔知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 3423 0 专利代理师 陈兰 (51)Int.Cl. C01G 53/04(2006.01) B82Y 40/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01)B82Y 20/00(2011.01) C09D 11/50(2014.01) B41M 5/00(2006.01) C03C 17/34(2006.01) (54)发明名称 一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳 米晶及其电致变色 薄膜的制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开了一种具有表面配体修饰的单 分散氧化镍纳米晶及其电致变色薄膜的制备方 法和应用， 所述电致变色薄膜由粒径可以在3 ‑ 30nm范围内进行可控尺寸调制的Ni O纳米晶颗 粒 组成。 本发明通过溶剂热法制备一种Ni O纳米晶， 在含锂离子、 钾离子、 氢离子、 氢氧根离子、 钠离 子、 铝离子的非水性和水性液态、 半固态与固态 电解质中表现出优异的电致变色性能， 并显示出 超高的对比度和高循环稳定性。 通过表面配体交 换得到了应用更为广泛的NiO纳米晶油墨， 通过 微电子打印机以及印刷笔， 得到了具有图案化效 果的NiO薄膜， 并显示出高的光学调制范围， 且其 切换速度显著提高， 可用于玻璃基和柔性基材的 电致变色器件。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 115520915 A 2022.12.27 CN 115520915 A 1.一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶， 其特征在于： 所述氧化镍纳米晶表 面具有配体修饰， 所述配体为无机配体， 所述氧化镍纳米晶经配体交换后在极性溶剂 中是 单分散的， 所述极性溶剂包括乙醇、 N ‑甲基吡咯烷酮、 N,N ‑二甲基甲酰胺， 所述氧化镍纳米 晶颗粒平均尺寸可以在3 ‑30nm范围内可控调制。 2.根据权利要求1所述的一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶， 其特征在于： 所述无机配 体为BF4‑。 3.一种根据权利要求1所述的具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶的制备方法， 其特征在于， 所述方法包括以下步骤： (1)将FTO导电玻璃 依次在丙酮、 乙醇、 去离 子水和UV 清洗机中处理10‑30min； (2)制备NiO纳米晶前驱体： 配置0.05 ‑0.2mol/L的乙酰丙酮镍甲苯溶液， 再向其中加入 油胺， 乙酰丙酮 镍甲苯和油胺的体积比为2:1 ‑1:2， 在一定温度搅拌加热溶解直至溶液变成 蓝色透明状态； (3)将步骤(2)中得到 的透明溶液放在含有聚四氟乙烯内胆的反应釜中， 在150 ‑230℃ 反应一定时间后， 得到绿色的N iO纳米晶溶 液， 通过高速 离心得到N iO纳米晶； (4)将步骤(3)中得到的NiO纳米晶溶解在正己烷中， 浓度为2 ‑10mg/ml， 得到NiO纳米晶 正己烷溶 液； (5)将乙醇、 二甲基亚砜、 异丙醇的一种或者混合溶液作为溶剂， 再向其中加入三乙基 氧四氟硼酸盐， 其中三乙基氧四氟硼酸盐与溶剂的体积比为0.1 ‑0.2:1， 搅拌均匀 后与步骤 (4)中得到的NiO纳米晶正己烷溶液混合， 再充分搅拌10 ‑20h， 随后加入乙醇， 并在6000 ‑ 10000r/min的转速下离心， 得到配体交换后的NiO纳米晶沉淀， 即为所述具有表 面配体修饰 的单分散氧化镍纳米晶。 4.根据权利要求3所述的一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶的制备方法， 其特征在于： 所述步骤(1)中， 将FTO导电玻璃依次在丙酮、 乙醇、 去离子水清洗20min， 然后 在UV清洗机中处理10‑30min； 所述步骤(2)中， 搅拌加热温度为3 0‑50℃； 所述步骤(3)中， 反应时间为20 ‑30h， 离心速度为8000 ‑10000r/min， 离心时间为3 ‑ 6min。 5.一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶电致变色薄膜的制备方法， 其特征在 于， 包括以下步骤： (1)将权利要求3 ‑4任一项所述的一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶的制 备方法制备得到的NiO纳米晶沉淀重复清洗1 ‑3次后， 加入N ‑甲基吡络烷酮， 得到50 ‑200mg/ ml的NiO纳米晶 ‑NMP油墨； (2)将上述步骤得到 的NiO纳米晶 ‑NMP油墨旋涂在FTO导电玻璃上， 并在加热平台上退 火， 自然冷却后得到黑色透明的快速响应的具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶电致 变色薄膜。 6.根据权利要求5所述的一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶电致变色薄膜 的制备方法， 其特 征在于： 所述步骤(1)中， 清洗次数为3次； 所述步骤(2)中， 旋涂的速度为1200 ‑1800r/min， 退火温度为280 ‑320℃， 升温速率为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115520915 A 210‑20℃/min， 保温时间为10 ‑30min。 7.一种根据权利要求5所述的具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶电致变色薄膜 的制备方法制备 得到的具有表面配 体修饰的单分散氧化镍纳米晶电致变色 薄膜。 8.根据权利要求7所述的一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶电致变色薄 膜， 其特征在于： 所述单分散氧化镍纳米晶电致变色薄膜具有微孔结构， 在施加低电压为 ‑ 0.3‑+1.5V时， 所述单分散氧化镍纳米晶电致变 色薄膜在含锂离子、 钾离子、 氢离子、 氢氧根 离子、 钠离子、 铝离子的非水性和水性液态、 半固态与固态电解质中实现黑色和透明状态的 快速转变。 9.根据权利要求8所述的一种具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶及其电致变色 薄膜的制备方法， 其特征在于： 所述的单分散氧化镍纳米晶电致变色薄膜在 含锂离子、 钾离 子、 氢离子、 氢氧根离子、 钠离子、 铝离子的非水性和水性液态、 半固态与固态电解质中可以 显示较高的对比度， 对比度可达73.9 2％。 10.一种根据权利要求5所述的具有表面配体修饰的单分散氧化镍纳米晶电致变色薄 膜的应用， 其特征在于： 所述单分散氧化镍纳米晶电致变色薄膜应用于可薄膜图案化的喷 墨打印设备中、 制备高性能的透明电池以及可书 写的电子墨水。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115520915 A 3