探索三氧化鎢的變色性能 1/3

三氧化鎢的電致變色性能（electrochromism）是指特定材料在一定的電場或電壓作用下，材料本身顏色或透光率發生可逆變化的現象。WO3是典型的陰極電致變色材料，特別是非晶態WO3薄膜因具有著色效率高、可逆性好、響應時間短、壽命長、成本低、著色和褪色時的光學變化范圍較寬等優點，被認為是最具有發展前景的電致變色材料之一。WO3的電致變色過程一般可用下式表示：WO3(transparent)+x(M++e-)←→MxW6+(1-x)W5+ xO3(blue)。這里的M+=H+、Li+、Na+，0＜x≤1，e-是電子。當電子和離子注入透明的WO3薄膜中，薄膜顯藍色，當離子和電子被抽出時，膜變回原來透明狀態。這是由于有部分+6價的W6+被還原成+5價的W5+而生成鎢青銅MxWO3的緣故。有關WO3的電致變色性能的主要研究對象是WO3薄膜。

通過循環伏安法繪制光學透過率調制曲線，可得薄膜材料在Li電解質溶液中發生可逆的著色與漂白。相同掃描條件下，介孔薄膜的著色相應比無模板薄膜迅速，且其本身漂白比著色快，可得電致變色是基于離子的注入與抽出，而納米介孔機構縮短了離子擴散的路徑，從而提高響應速度。通過真空鍍膜的方法制備均勻致密的納米Ag薄膜，然后在其上通過電化學方法沉積一層WO3，制備出納米Ag/WO3復合膜。該膜在電解質溶液中施加不同電壓時的紫外-可見吸收光譜顯示：在電壓為0.8V時膜為無色，隨著電位逐漸減小，膜從脫雜態轉為摻雜態，電位減至-1.0V時其顏色變為深藍色，電壓增至0.8V，顏色可逆變為無色。另外對比WO3膜，復合膜的響應時間更短，光學對比度更大，穩定性更好。通過脈沖噴霧熱解法以鎢酸銨為前驅物制得WO3纖維組成的薄膜，并用循環伏安法來測試分析其電致變色性能。結果表明由于樣品獨特的纖維狀微結構使其具有更高的變色率和褪色率，這一點對電致變色器件的應用與發展非常重要。

利用控制前驅物WCl6的水解，生成WO3微晶，使其對TiO2納米管層進行修飾，并對制得的樣品進行測試。對樣品、純TiO2納米管和經450℃退火后樣品在不同電壓下的反射光譜進行分析，可以發現樣品的著色與褪色時間分別是3.6s和2.8s。這是三組試樣中響應時間最短的。這說明修飾在TiO2納米管上的WO3微晶有著顯著的電致變色性能。

此外，有關WO3納米棒電致變色的研究也有報道。采用直流磁控濺射法結合陽極氧化法在鋁基納米點陣上制備WO3納米棒，利用紫外可見分光光度計測試材料在周期電壓下的電致變色性能。測試表明試樣發生深藍色到無色的變化，很好地遵從了離子和電子的雙注入理論。