硫化铜助力氧化钨光致变色膜

在过渡金属氧化物中,三氧化钨(WO3)因其许多有趣的结构和缺陷特性而备受关注并被广泛研究。 WO3 光学和电子器件的众多应用包括电致变色 (EC) 智能窗、平板显示器、可调 EC 光子晶体和气体传感器。然而,其较高的带隙能量(2.6-3.6 eV)限制了其应用。因此,无法阻挡低频近红外光(NIR)。
 
硫化铜图片
 
硫化铜 (CuS) 是一种廉价的 p 型半导体,土壤富集的材料,在可见光区域具有低反射率,在 NIR 区域具有高反射率。在氧化钨光致变色膜上偶联硫化铜是一种很有前途的提高光活性的方法。因此,科学家通过在三氧化钨上掺杂硫化铜以增强其光致变色性能,成功制备了硫化铜-氧化钨(CuS-WO3)薄膜。准备过程如下:
 
首先将 1 克 Na2WO4.2H2O 溶解在 10 毫升去离子水 (18.2 MΩ) 中。通过滴加硝酸并混合到溶液中获得黄色沉淀物。沉淀用去离子水洗涤数次,然后用2ml H2O2溶解,搅拌2小时至澄清。将溶液用 30 ml 乙醇陈化 2 天,然后将 1 g 聚乙二醇(PEG;MW2000)加入到澄清溶液中。将 CuS 颗粒分散在乙醇中并超声处理 10 分钟。通过浇铸技术将获得的前体涂覆在干净的玻璃板(尺寸3x3cm.) 上。 CuS-WO3薄膜首先涂覆CuS,然后涂覆不同摩尔比的WO3。薄膜在室温下在各种氧含量(0-100%)下干燥。
 
CuS-WO3薄膜的SEM图
 
总之,氧化钨光致变色膜被广泛用于智能窗。 CuS-WO3 光致变色膜比纯 WO3 膜显示出更高的着色,因为 CuS-WO3 膜具有高光催化活性,因为 CuS 添加 WO3 将有助于提高光致变色效率。
 
 

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