聚苯胺/三氧化鎢電致變色材料

電致變色（Electrochromics,EC）是材料在外加電場的作用下光學性能 發生可逆變化的現象。電致變色器件僅需要很低電壓（2V左右）即可工作， 開路狀態下可以長時間保持原有著色或褪色狀態不變，因此耗能比較少。

三氧化鎢(WO₃)是研究較為成熟的一種電致變色材料，其化學性質穩定、顏色變化美學效應好，而且成本低廉，但三氧化鎢也存在顏色變化單一和變色緩慢的缺點。相比而言，導電高分子材料則具有許多無機材料所不具備的優點，如顏色豐富、變色迅速、柔韌性好 並且可通過分子設計方式優化其性能。聚苯胺是在所有導電高分子中最被看好的電致變色材料。聚苯胺的特點是：合成簡單，性能可調，顏色豐富，且具有比其他導電高分子材料更好的穩定性。聚苯胺由於在分子電子器件、太陽能電池和電致變色領域的廣泛應用前景而成為研究熱點。但是，聚苯胺具有相對較低的化學穩定性（相比無機材料而言）以及很差的加工性能等缺陷限制了它在這些領域的應用。

無機-有機複合材料由於能兼具兩種甚至更多種優越性能。研究人員將三氧化鎢和聚苯胺兩者結合，製成新的電致變色複合材料，其過程如下：

1）將FTO導電玻璃（Rs≤10ohm Tr>85%）分別用丙酮、去離子水和乙醇超聲清洗10分鐘，用氮氣吹乾淨，得到清潔乾淨的FTO導電玻璃；

2）將過量的濃鹽酸（10mol/L）滴入1mol/L的鎢酸鈉水溶液中，至無新的沉澱產生，用去離子水洗滌沉澱，洗滌後所得乳白色至淡黃色膠狀沉澱即為白鎢酸，將獲得的白鎢酸溶於過氧化氫的品質百分數為30%的過氧化氫水溶液，白鎢酸與過氧化氫水溶液中過氧化氫的摩爾比為1：3，加去離子水配製成含鎢濃度為3mol/L的過氧化鎢酸溶液，在4℃冷藏待用；

3）把過氧化鎢酸溶液用旋塗儀以3000r/min的速度在清潔乾淨的FTO導電玻璃的導電面上旋塗30s，再放入300℃的箱式爐裡保溫 10分鐘，重複旋塗4次，得到覆蓋有晶種層的FTO導電玻璃；

4）將0.1g六羰基鎢加入到70ml無水乙醇溶液中攪拌，得到六羰基鎢的濃度為0.00392mol/L的前軀體溶液；

5）以覆蓋有晶種層的FTO導電玻璃為基底，並將基底垂直豎立並固定於反應釜聚四氟乙烯內膽中，然後將步驟4製備的前驅體溶液倒入反應釜中，將反應釜在200℃乾燥箱中恒溫反應8h，反應完成後，從反應釜取出，用自來水冷卻，然後用去離子水沖洗後真空乾燥，再在箱式爐中400℃熱處理2h得到三氧化鎢納米陣列。

6）將1ml苯胺滴加到100ml濃度為0.5mol/L稀硫酸中，得到用於製備聚苯胺的電解液，用於製備聚苯胺的電解液中苯胺的濃度為0.1mol/L；

7）以得到的三氧化鎢納米線陣列為工作電極Ag/AgCl電極為參比電極以及鉑片電極為對電極，採用步驟6）中用於製備聚苯胺的電解 液作為電聚合苯胺的電解液，在電化學工作站CHI660D上用迴圈伏安的方法在-0.2～1.3V電壓區間以50mV/s的掃描速度迴圈2次，三氧化鎢納米線上聚苯胺包覆層厚度為12±2nm，得到三氧化鎢/聚苯胺核殼納米線陣列變色薄膜。

對上述得到的三氧化鎢/聚苯胺核殼納米線陣列電致變色薄膜進行成分分析和結構及性能表徵，測定其具有豎直排列的核殼納米線陣列形貌，三氧化鎢納米線陣列作為核，導電高分子聚苯胺為殼，該複合薄膜為聚苯胺/三氧化鎢複合薄膜，兼具三氧化鎢和聚苯胺的優點。

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