乙醇胺强化解离WO_(3)·H_(2)O微米片制备柔性WOx电致变色器件EI北大核心CSCD

WO_(3)电致变色器件具有变色响应时间短、光学对比度高等优点,在汽车后视镜、智能窗等领域具有重要应用。近年来,随着可穿戴电子设备的迅速发展,柔性WO_(3)薄膜的制备成为柔性电致变色器件领域的研究热点。但WO_(3)结晶温度较高,而受聚合物衬底可耐受温度的限制,通常需要采用磁控溅射、电子束蒸镀等真空气相沉积技术制备晶态柔性WO_(3)薄膜。此技术对设备要求高,且所制备的薄膜结构较致密,不利于电解液的渗透和电解质离子的快速脱嵌。采用液相回流化学法预合成了结晶态WO_(3)·H_(2)O微米片粉体,首次采用乙醇胺等胺类分子使WO_(3)·H_(2)O强化解离为高度分散的纳米粒子胶体溶液,经旋转涂覆液相成膜技术制备成柔性晶态WO_(x)薄膜并应用于柔性电致变色器件。机理研究表明,胺基官能团与WO_(3)·H_(2)O微米片的强界面相互作用产生的电荷斥力使其迅速解离。所制备的柔性WO_(x)电致变色器件的着色和褪色时间分别为5.9 s和5.4 s,着色效率最高可达146.7 cm^(2)/C,经200次弯折后仍具有较好的性能。     

聚偏氟乙烯/氧化硅复合电解质在电致变色器件中的应用

通过控制无机陶瓷填料在电解质中的比例,制备出了有机/无机复合凝胶态电解质膜,用场发射扫描电镜和电化学工作站对其微观结构以及离子电导率进行了表征。结果表明,聚偏氟乙烯(PVDF)与二氧化硅(SiO_2)的质量比为92:8时,所制备的复合凝胶态电解质膜结构较好,电导率达到最大,为2.4 m S·cm~(-1)。将所制备的有机/无机复合凝胶态电解质膜结合喷涂法制备的钼掺杂WO_3电致变色薄膜组装成电致变色器件,对其性能进行了研究。结果表明PVDF:SiO_2=92:8的复合凝胶态电解质所组装的电致变色器件展现出优异的电致变色性能。     

玻璃用WO3基电致变色材料的研究

电致变色玻璃是电致变色材料最典型的应用,WO_3是一种发现得较早、研究较为深入、应用最为广泛的阴极电致变色材料,本文介绍了电致变色材料的分类,并从WO3基电致变色薄膜和WO_3薄膜的制备两个方面对WO3基电致变色材料进行了研究。     

VO_2-WO_3复合薄膜的制备及其热致变色-电致变色性能研究

智能玻璃是目前建筑节能重点研究方向。本研究将自制氧化钒纳米粉体均匀分散到钨溶胶体系,取上清液旋涂于ITO基板,经干燥、退火后制得VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜。实验结果表明,所制备的VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜兼具热致变色和电致变色性能,通电后薄膜表现典型的电致变色特征,可见光和近红外光透过率明显下降。退火过程中,部分W掺杂到VO_2中,使薄膜的热致相变温度降低10°C左右。复合薄膜在双响应条件下,其可见光透过率为32.6%、调控效率为18.8%。     

基于WO3-MoO3和TiO2/CdS复合电极的光电致变色器件

电致变色广泛应用于智能窗领域,但电致变色材料仍需外部电源驱动,将太阳能电池与电致变色材料结合起来的光电致变色器件可实现无需外部供电的智能变色调控。性能优异的变色阴极和光阳极是当下光电致变色器件的研究热点。通过水热法制备WO₃-MoO₃薄膜,研究其电致变色性能;通过水热法结合连续离子层沉积法制备TiO₂/CdS复合薄膜,研究其光电转换性能。最后将WO₃-MoO₃薄膜和TiO₂/CdS复合薄膜分别作为光电致变色器件的变色阴极、光阳极构建WO₃/MoO₃-TiO₂/CdS光电致变色器件。WO₃/MoO₃-TiO₂/CdS光电致变色器件具有较大的光学调制范围(630nm处为41.99%)、更高的着色效率(35.787%),将其作为智能窗应用在现代建筑、通行工具等领域具有重要应用价值。     

基于溶胶凝胶法制备WO_3电致变色薄膜的溶胶特性研究

WO_3是用于电致变色玻璃的阴极电致变色材料之一,采用溶胶凝胶法制备WO_3薄膜具有设备简单、成本低、适合大面积制膜等特点,WO_3溶胶的稳定性是一个值得深入研究的课题。采用过氧化聚钨酸法制备WO_3溶胶,主要考察了钨粉-H_2O_2反应温度、过氧聚钨酸-乙醇反应温度、钨粉和H_2O_2配比等因素对溶胶稳定性的影响。研究结果表明:钨粉和H_2O_2反应在冰水浴中进行时控制温度在8℃以下可避免白色沉淀物过多产生。当钨粉与H_2O_2摩尔比为1∶7,过氧聚钨酸-乙醇反应温度为45~50℃,并再在80℃浓缩后可以得到稳定性和成膜性好的透明的橘黄色溶胶。     

PB/ITO-PET柔性电致变色薄膜制备及性能研究

柔性电致变色器件具有体积小、重量轻、可弯曲等优点,在可穿戴设备、曲面显示器、节能及自适应伪装等领域具有潜在应用前景。本工作以铁氰化钾、氯化钾、无水氯化铁为原料,采用电沉积方法在ITO-PET柔性基底上沉积普鲁士蓝(PB)制得PB/ITO-PET电致变色薄膜,并利用扫描电子显微镜、紫外光谱仪、电化学工作站对PB/ITO-PET电致变色薄膜微观结构和电化学性能进行分析表征。结果表明,电沉积时间为200 s时得到的PB/ITO-PET电致变色薄膜在700 nm波长处光吸收率达到0.755,且PB/ITO-PET电致变色薄膜可在较低电压(0.6 V/-0.3 V)下实现着色和褪色。其光调制范围为68%,着色/褪色响应时间分别为9 s/8 s,着色效率为108 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜经1000次着色-褪色循环后光调制范围为68%,着色效率为100.3 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜500次弯曲,着色效率为105.5 cm2/C,并经1000次着色-褪色循环后着色效率为91 cm2/C,光调制范围为65%。利用ITO-PET为离子存储层(对电极)、凝胶电解质和PB/ITO-PET为工作电极组装得到柔性电致变色器件,其光调制范围为53%,着色/褪色响应时间分别为13 s/18 s。     

普鲁士蓝基电致变色薄膜制备及性能的研究进展

讨论了普鲁士蓝(PB)的电致变色机制,总结了近年来国内外学者为提高其电致变色性能进行的研究.概述了目前制备PB薄膜的主要方法及其工艺与性能的关系,陈述了PB与其他材料复合对电致变色器件性能改善的机理.说明了缩短离子扩散距离、增大与离子层接触面积及改善基底导电性是提高PB电致变色器件性能的重要方法.最后提出PB电致变色器...     

普鲁士蓝基电致变色薄膜制备及性能的研究进展EI北大核心CSCD

讨论了普鲁士蓝(PB)的电致变色机制,总结了近年来国内外学者为提高其电致变色性能进行的研究。概述了目前制备PB薄膜的主要方法及其工艺与性能的关系,陈述了PB与其他材料复合对电致变色器件性能改善的机理。说明了缩短离子扩散距离、增大与离子层接触面积及改善基底导电性是提高PB电致变色器件性能的重要方法。最后提出PB电致变色器件的未来的开发不应再仅局限于提高其光学和电学性能,更多的应该是与柔性材料复合集成多种功能以拓展电致变色器件的应用范围。     

反应溅射制备Ni_xO_y薄膜的形貌与成分分析及其电致变色性能

采用直流反应磁控溅射法制备了具有不同电致变色性能的Ni_xO_y薄膜。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、价态组成、微观结构和电致变色性能。研究表明:金属镍靶直流反应溅射所制备的薄膜结晶状态与表面微结构对氧流量反应敏感,即在很小的氧流量变化范围内薄膜呈现出不同的晶相与表面形貌;氧化镍薄膜在不同的制备条件下展现出了独特的表面微结构,XRD结果显示薄膜成分为NiO,而通过薄膜元素XPS分析发现其中的Ni并非只有单纯的二价,三价的Ni亦存在,且Ni2+/Ni~(3+)之比约为2:1。最终氧流量、溅射压强、溅射功率分别为1.6 m L/min、2.0 Pa、50 W时获得较优变色性能的Ni_xO_y薄膜,其可见光区最大电致变色幅度达到约55%。     

反应溅射条件对WO3薄膜光电性能的影响与探索

使用反应溅射法在FTO导电玻璃基底上制备了附着力强、表面光滑、均匀的WO3光电薄膜,系统地研究了氩气与氧气流量比和溅射功率对该薄膜光电性能的影响。通过XRD、AFM、Mott-Schottky(M-S)分别分析薄膜的物相、形貌、光电性质。光电转化效率(IPCE)测试表明:当氩氧流量比为2和溅射功率250 W时,WO3薄膜的光电性能最好。该薄膜在400 nm波长处的IPCE值高达40%。     

基于溶胶凝胶法制备WO3电致变色膜的溶胶特性研究

WO3是用于电致变色玻璃的阴极电致变色材料之一,采用溶胶凝胶法制备WO3薄膜具有设备简单、成本低、适合大面积制膜等特点,WO3溶胶的稳定性是一个值得深入研究的课题.采用过氧化聚钨酸法制备WO3溶胶,主要考察了钨粉-H2O2反应温度、过氧聚钨酸-乙醇反应温度、钨粉和H2O2配比等因素对溶胶稳定性的影响.研究结果表明:钨粉和H2O2反应在冰水浴中进行时控制温度在8℃以下可避免白色沉淀物过多产生.当钨粉与H2O2摩尔比为1∶7,过氧聚钨酸-乙醇反应温度为45～ 50℃,并再在80℃浓缩后可以得到稳定性和成膜性好的透明的橘黄色溶胶.     

添加聚乙烯醇改善三氧化钨电致变色薄膜性能的研究

为改善三氧化钨薄膜的电致变色性能,采用钨粉过氧化聚钨酸溶胶-凝胶法制备了添加聚乙烯醇的三氧化钨电致变色薄膜.采用扫描电镜、紫外可见分光光度计和CHI电化学工作站分别测定和分析了三氧化钨薄膜的微观结构、光透过性能和循环伏安特性.结果表明,添加一定量的聚乙烯醇可使薄膜的结构更加平整,变色更为均匀;在着色态、褪色态下的光透过率之差达到60%以上,变色可调范围变大.电致变色可逆性能和光谱性能较不添加聚乙烯醇有所提高.     

WO3/ZnWO4复合薄膜的制备及其光电化学性能研究

采用水热法在导电玻璃(FTO)上制备WO_3纳米薄膜,然后通过改变水热反应时长(1、3、5 h)在WO_3纳米薄膜上成功制备了WO_3/ZnWO_4复合薄膜。利用XRD和SEM对WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品的组成结构及形貌进行分析。并对WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品进行吸收光谱测试、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试。结果表明,在1.6 V时模拟太阳光照射下,单一WO_3纳米薄膜光电流密度为1.61 mA/cm~2,光电催化效率约为42.9%。WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品相较于单一WO_3纳米薄膜,其光吸收特性、光电流特性及光电催化活性显著提升。且水热反应3 h的WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品相较于水热反应1和5 h的WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品具有更优的光电化学性能,其光电流密度达到2.49 mA/cm~2,光电催化效率约为61.8%。     

WO3/ZnWO4复合薄膜的制备及其光电化学性能研究

摘要：采用水热法在导电玻璃(FTO)上制备WO3纳米薄膜,然后同样使用水热法并改变水热反应时长(1h,3h,5h)在WO3纳米薄膜上成功制备WO3/ZnWO4复合薄膜。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对WO3/ZnWO4复合薄膜样品的组成结构及形貌进行分析。并对WO3/ZnWO4复合薄膜样品进行吸收光谱测试、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试,结果表明WO3/ZnWO4复合薄膜样品相较于单一WO3纳米薄膜,具有更好的光吸收特性、更优秀的光电流特性和显著提升的光电催化活性。且水热反应3h的WO3/ZnWO4复合薄膜样品相较于水热反应1h和5h的WO3/ZnWO4复合薄膜样品具有最高的光电流密度和最优的光电催化效率。     

Sol—Gel法制备WO3薄膜的研究

采用络合物ｓｏｌ－ｇｅｌ浸渍提拉法以过钨酸酯的乙醇溶液为先驱制备了ＷＯ３薄膜，研究了有机添加剂草酸对膜结构的影响，并对所得薄膜进行了红外光谱、可见光谱和ＳＥＭ等测试和观察。结果表明该法能制得质量好的ＷＯ３薄膜，在溶液中加入草酸可以有效地控制裂纹扩展。因此在优化工艺条件后将能得到无裂纹的ＷＯ３薄膜。     

WO3/Bi2WO6复合薄膜的制备及其光电化学性能

以导电玻璃为基底采用水热法制备了WO3纳米片薄膜,再通过溶剂热法改变不同溶剂热反应时间(6、8和10 h)在WO3纳米片薄膜上生长Bi2WO6制备了WO3/Bi2WO6复合薄膜.利用XRD、SEM、UV-Vis、光电流、光电催化和交流阻抗对WO3/Bi2WO6复合薄膜的结构和光电性能进行表征与测定.结果表明,WO3纳米片薄膜的光电流密度为0.74 mA/cm2,对质量浓度为6.0 mg/L亚甲基蓝的光电催化效率为47.9％.不同WO3/Bi2WO6复合薄膜的光电化学性能均优于单一WO3纳米薄膜,且溶剂热反应时间为8 h的WO3/Bi2WO6复合薄膜具有最高的光电流密度(1.22 mA/cm2)和最优的光电催化效率(58.6％).WO3/Bi2WO6复合薄膜有效降低了复合薄膜内部电子阻抗,增加了有效光电化学反应位点,显著提升了光电化学性能.     

WOx:Mo薄膜的结构及电致变色性能研究

采用反应磁控溅射工艺,以纯钨和纯钼为靶材在ITO玻璃上制备Mo掺杂WOx电致变色薄膜,用薄膜的透射光谱和XRD衍射方法对掺杂后薄膜的电致变色性能和结构进行了分析,研究了Mo掺杂对WOx薄膜电致变色性能和微观结构的影响机理。实验结果表明：在一定掺杂范围内,Mo掺杂对薄膜电致变色性能有较大提高;掺杂越均匀,对薄膜电致变色性能的改善越显著。影响薄膜电致变色性能的相应掺杂量由溅射时间表示,相对掺量存在最佳值,即7．7％附近,薄膜的变色性能可得到最大的提高,按实验结果趋势分析掺杂量存在有效范围,超出有效掺杂范围,掺杂便会失效。XRD分析表明,掺杂Mo之后的WOx薄膜仍为非晶态,且非晶态有增强的趋势。     

溶胶—凝胶法制备WO3—MoO3电致变色膜的性能

利用自动分光光度计分析、差热分析、热失重分析、电化学循环伏安分析、红外光谱分析、Ｘ射线法射分析等技术,详细研究了氧化钼的引入对氧化钨溶胶－凝胶转变及氧化钨电变色性能的影响,指出氧化钼可有效地稳定氧化钨溶液,同时也使氧化钨薄膜的着色效率提高,褪色效率下降。     

The anodized crystalline WO(3) nanoporous network with enhanced electrochromic properties

We demonstrate that a three dimensional (3D) crystalline tungsten trioxide (WO(3)) nanoporous network, directly grown on a transparent conductive oxide (TCO) substrate, is a suitable working electrode material for high performance electrochromic devices. This nanostructure, with achievable thicknesses of up to 2 μm, is prepared at room temperature by the electrochemical anodization of a RF-sputtered tungsten film deposited on a fluoride doped tin oxide (FTO) conductive glass, under low applied anodic voltages and mild chemical dissolution conditions. For the crystalline nanoporous network with thicknesses ranging from 0.6 to 1 μm, impressive coloration efficiencies of up to 141.5 cm(2) C(-1) are achieved by applying a low coloration voltage of -0.25 V. It is also observed that there is no significant degradation of the electrochromic properties of the porous film after 2000 continuous coloration-bleaching cycles. The remarkable electrochromic characteristics of this crystalline and nanoporous WO(3) are mainly ascribed to the combination of a large surface area, facilitating increased intercalation of protons, as well as excellent continuous and directional paths for charge transfer and proton migration in the highly crystalline material.