氧化钨纳米晶应用-光致变色器件

氧化钨的光催化活性主要取决于材料的表面积与体积比，在紫外光照射下氧化钨晶体材料表面生成电子—空穴对，而表面吸附溶解氧原子俘获电子生成负离子氧，相应的空穴把吸附于氧化钨表面的离子氢氧根和水分子氧化成氢氧根自由基，从而在极强的氧化性作用下将染料降解成二氧化碳和水。氧化钨作为无毒催化剂，夹带空穴氧化功率高，自然界含量相对丰富，因此是有效降解丝织品加工中产生的有机染料污染的重要催化剂之一。为提升催化效率，人们使用各种方法将氧化钨纳米晶体的某些特殊结构晶面暴露出来，如用阳极氧化制备具有取向的介孔状氧化钨，用氧化钛修饰可以很好地改善 WO3复合物催化活性。

双电荷注入/抽取机制的提出使人们对WO3功能材料的光致变色本质认识逐渐深入，并推动各种相关光致变色材料与器件的研究。从钨的化学反应角度理解，光致变色效应是钨原子的可逆氧化还原过程；从电子能带角度分析，光致变色过程就是紫外光激发价带电子跃迁到导带后形成电子空穴对，光生电子被 W6+俘获变成 W5+，产生的空穴则氧化晶体或薄膜表面的吸附水，形成质子 H+后扩散进入晶体或薄膜中与氧化钨键合产生钨青铜结构，从而呈现出蓝色。但是该机制不能解释 WO3-x（x﹤0.3）不具光致变色的原因，

基于以上机制分析，人们利用各种合成方法优化氧化钨薄膜的光致变色性能，成功地将氧化钨薄膜材料应用于智能窗、光子器件（光信息存储、光调控）和WO3/TiO2复合太阳能电池等领域。

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