一种基于等离子体刻蚀技术制备快速氢致变色介孔氧化钨薄膜的方法
知识产权简介
本发明公开了一种利用含氧等离子体刻蚀实现有机模板剂的高效快速去除，从而制备高性能快速氢致变色介孔氧化钨（WO3）薄膜的方法，属于气致变色材料与光电传感技术领域。该方法包括：将两性嵌段共聚物模板剂与钨源前驱体溶胶混合，涂覆于基底表面构筑有机–无机杂化薄膜；随后引入含氧等离子体对杂化薄膜进行刻蚀处理，以实现模板剂的快速移除，并在刻蚀过程中原位诱导WO3骨架的结晶或部分结晶；最后在薄膜表面负载催化剂层以增强氢分子解离与传输过程。本发明利用等离子体中高能活性粒子与活性氧物种的协同作用，通过物理轰击与化学氧化/挥发反应耦合，在低温条件下实现有机模板的快速去除，同时保持介孔骨架结构完整性，避免传统高温煅烧引起的孔道坍塌与比表面积损失。由此获得的介孔WO3薄膜具有较高比表面积与丰富的表面活性位点，可有效提升氢气扩散与界面反应动力学，从而显著加快着色/褪色响应并提高氢致变色性能。
转化前景
本专利对应产品是氢气传感器。本发明利用等离子体中高能活性粒子与活性氧物种的协同作用，通过物理轰击与化学氧化/挥发反应耦合，在低温条件下实现有机模板的快速去除，同时保持介孔骨架结构完整性，避免传统高温煅烧引起的孔道坍塌与比表面积损失。由此获得的介孔WO3薄膜具有较高比表面积与丰富的表面活性位点，可有效提升氢气扩散与界面反应动力学，从而显著加快着色/褪色响应并提高氢致变色性能。技术优势、性能指标和产业化应用前景优良。