电致变色 (EC) 材料可以通过施加外部电压可逆地改变其光学透射率。在过去的几十年里，科学家们开发了各种 EC 材料，包括无机过渡金属氧化物 (TMO)、金属配合物、聚合物和有机小分子。它们引起了人们的极大兴趣，并因其广泛的应用而受到研究，例如智能窗户、信息显示、太阳能热百叶窗和功能性储能设备。

 

 

三氧化钨 (WO3) 是一种众所周知的 TMO，由于其具有相当大的光学对比度、高着色效率、良好的稳定性和低成本，它是一种可行的 EC 材料。由于 W (IV) 还原为 W (V)，WO3 表现出从黄色/无色到蓝色的视觉变化。金属有机框架 (MOF) 是一组新兴材料，被定义为由金属离子或金属离子簇通过有机配体桥接而成的混合材料。 HKUST-1 是一种铜基 MOF，由金属单元 (Cu) 和有机配体组成。

 

 

 

为了提高物理性能，WO3 和 HKUST-1 已偶联合成 HKUST-1/WO3 复合材料，作为一种有前途的 EC 电极的合成过程如下：

 

首先，用乙醇、丙酮和去离子水 (DI) 清洗 ITO 玻璃 15 分钟。其次，将 1.76 g (Cu(NO3)2·3H2O) 溶解在 24 mL 去离子水中，同时将 0.84 g 均苯三甲酸分别溶解在 24 mL 乙醇中。混合两种溶液，并将所得溶液搅拌一小时。然后将混合物（浅蓝色溶液）高压灭菌并在 120°C 下加热 16 小时。所得产物用乙醇洗涤数次并在80℃下干燥2小时。然后将 3 w/v% HKUST-1 以 3,000 rpm 的速度旋涂到导电 ITO 基材（0.75 µL 溶液；0.75 cm2 基材）上 60 秒，然后将电极在 200 °C 下干燥 20 分钟。

 

首先，使用 3 M HCl 将 0.2 M Na2WO4·2H2O 溶液的 pH 值调至 1。将 0.1 M C2H2O4 (7.5 mL) 水溶液倒入 0.2 M Na2WO4·2H2O (25 mL) 中，并连续搅拌该混合物（~30 分钟），直至获得浅黄色或无色。然后将混合物转移到装有 HKUST-1/ITO 玻璃的聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，其中电极的导电面朝下。 WO3 的沉积在 100°C 下完成 1 小时。将获得的 HKUST-1/WO3 在 100°C 下干燥 5 分钟。

 

总之，HKUST-1/WO3 复合材料已成功合成用于电致变色应用。 HKUST-1/WO3 复合材料具有高着色效率 (296.4 cm2/C)。结果还显示出出色的切换动力学（tc = 8.3 s，tb = 2.2 s）和 633 nm 处的出色光学对比度（76.6%）。 HKUST-1/WO3 的优异稳定性在 1000 次循环后获得，电致变色电荷保持率为 85.9%。