三氧化钨气致变色的结构水分子模型(3)

经实验发现结构水分子能够较好的解释气致变色的着色过程，同样它也能解释气致变色的褪色过程。气致变色的着色和褪色过程是一个燃烧的放热过程，WO3和Pt颗粒当催化剂的作用。其褪色过程的描述如下：当着色的纳米线在空气或者是氧气的条件下，吸附在表面的O₂分子同样在Pt纳米颗粒表面发生了离化和转移，转移到WO₃纳米线表面的O原子首先与吸附在表面的H反应形成羟基。然后随着O原子的不断转移，O原子在纳米线表面通过捕获自由的电子形成O^2-。随着纳米线内载流子浓度的减少，局域在氧空位附近施主能级上电子变得不稳定。当这些施主能级上的电子被吸附氧原子俘获并局域在纳米线表面时，与氧空位链接的W原子的价态会从W⁵⁺重新变成W⁶⁺，从而引起局域在附近的结构水分子的不稳定。最后，结构水分子分解成H⁺和O粒子。一方面，H⁺扩散到纳米线的表面与表面吸附的O离子结合形成水分子，吸附到空气中。另一方面，O离子填补了氧空位，使材料物质结构回复到了着色前的WO₃结构，完成了三氧化钨纳米线薄膜的褪色过程。

 

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