A study of electrochromiс Ni(OH)2 films obtained in the presence of small amounts of aluminum

The research is related to the synthesis of electrochromic films of nickel hydroxide with aluminum as a dopant. Films were deposited via cathodic template synthesis in the presence of polyvinyl alcohol from solutions containing 0.01 M Ni(NO3)2 and Al(NO3)3. Aluminum nitrate was added in different concentrations: 0.138, 0.257 and 0.550 mM. The necessary aluminum concentration was calculated based on the theoretical grounding with the use of Faraday’s law equation. All of the prepared films demonstrated electrochemical activity, and the film deposited from the solution containing 0.01 M Ni(NO3)2 and 0.138 mM Al(NO3)3 has demonstrated the best results. The film cycled reversibly with the coloration degree of – 81 %. At the same time, the film prepared under the same conditions without the dopant demonstrated the coloration degree of 75.8 %.All films deposited in the presence of aluminum had lower switching, especially bleaching, speed in comparison to the undoped reference sample.Morphology study of the prepared films revealed that the latter differs little. The film deposited in the presence of 0.138 mM Al(NO3)3 had spherical formations on its surface. It was also found that the morphology of the substrate, which was glass coated with SnO2:F, differed significantly from the morphology of the films deposited with and without the dopant.The film deposited from the solution of 0.01 M Ni(NO3)2 and 0.138 мМ Al(NO3)3 was confirmed to contain aluminum. The mass ratio of aluminum to nickel in the Ni–Al-138 film varied between 1:10.23 and 1:6.44.
Исследование относится к синтезу электрохромных пленок на основе гидроксида никеля с алюминием в качестве допанта. Осаждение велось катодным темплатным методом в присутствии поливинилового спирта из растворов, содержащих 0,01 M Ni(NO3)2 и Al(NO3)3. Нитрат алюминия вводился в разном количестве: 0,138, 0,257 и 0,550 мМ. При этом необходимая концентрация алюминия была рассчитана из теоретических обоснованных соображений и с использованием уравнения выражающего закон Фарадея. При этом все полученные пленки проявляли электрохимическую активность, а пленка, осажденная из раствора, который содержал 0,01 M Ni(NO3)2 и 0,138 мМ Al(NO3)3 продемонстрировала наилучшие результаты. При этом, эта пленка работала обратимо и имела более высокое значение глубины затемнения в процессе циклирования – 81 %. В свою очередь, пленка полученная при тех же условиях, но без допанта давала значение глубины затемнения – 75,8 %.Все пленки, полученные в присутствии алюминия в растворе электроосаждения, при затемнении и, особенно при осветлении имели меньшую скорость процесса по сравнению с эталонным образцом, полученным без допанта.Исследование морфологии полученных пленок показало, что последняя незначительно отличается. При этом пленка, полученная в присутствии 0,138 мМ Al(NO3)3 имела сферические образования на поверхности. Также было показано, что морфология подложки, в качестве которой выступали стекла с нанесенным покрытием SnO2:F, значительно отличалась от морфологии пленок полученных без и с допантом.Кроме того, было показано, что пленка, полученная из раствора с 0,01 M Ni(NO3)2 и 0,138 мМ Al(NO3)3, имела в своем составе алюминий. Массовое отношение алюминия к никелю в пределах поверхности пленки колебалось от 1:10,23 до 1:6,44
Дослідження відноситься до синтезу електрохромних плівок на основі гідроксиду нікелю з алюмінієм в якості допанта. Осадження велося катодним темплатним методом у присутності полівінілового спирту з розчинів, що містять 0,01 M Ni(NO3)2 і Al(NO3)3. Нітрат алюмінію вводився у різній кількості: 0,138, 0,257 і 0,550 мМ. При цьому необхідна концентрація алюмінію була розрахована з теоретичних обґрунтованих міркувань і з використанням рівняння, що виражає закон Фарадея. При цьому всі отримані плівки проявляли електрохімічну активність, а плівка, осаджена з розчину, який містив 0,01 M Ni (NO3)2 і 0,138 мМ Al(NO3)3 продемонструвала найкращі результати. При цьому, ця плівка працювала обернено і мала більш високе значення глибини затемнення в процесі циклування – 81 %. У свою чергу, плівка отримана при тих же умовах, але без допанта давала значення глибини затемнення – 75,8 %.Всі плівки, отримані в присутності алюмінію в розчині електроосадження, при затемненні і особливо при освітленні мали меншу швидкість процесу в порівнянні з еталонним зразком, отриманим без допанта.Дослідження морфології отриманих плівок показало, що остання мало відрізняється. При цьому плівка, отримана в присутності 0,138 мМ Al (NO3)3 мала сферичні освіти на поверхні. Також було показано, що морфологія основи, в якості якої виступало скло з нанесеним покриттям SnO2:F, значно відрізнялися від морфології плівок отриманих без і з допантом.Крім того, було показано, що плівка, отримана з розчину з 0,01 M Ni(NO3)2 і 0138 мМ Al(NO3)3, мала в своєму складі алюміній. Масове відношення алюмінію до нікелю в межах поверхні плівки коливалося від 1:10,23 до 1:6,44