钨氧化物在近红外电致变色装置中的应用

研究人员制作了1D W₁₈O₄₉纳米材料用于近红外屏蔽。这些钨氧化物薄膜在可见光区域都有很高的透过率。然而，研究人员没有探索在变色过程中的透光率变化。研究人员制作了一种柔性电致变色装置（Electrochromic Device, ECD），在760和1600纳米之间的透射率调制为63%，然而没有挖掘可见光和近红外光的透射率之间的关系。当卤素灯作为辐射资源工作时，结果发现，与电致变色（Electrochromic, EC）窗漂白时的数值相比，EC窗变暗时，试验室背面的温度降低了3.3℃，证明了EC膜可以有效地阻挡热量。

逆向蛋白石结构的钨氧化物，反蛋白石（Inverse opal, IO）结构是一种三维层状多孔结构。它因其大的比表面积和人工有序的周期性分层结构而受到青睐。这种结构通常是通过模板辅助法实现的，其中使用的模板是蛋白石结构。在材料沉积在模板上后，去除模板，就得到了IO结构。它的大比表面积是在去除模板材料后获得的多孔性的结果，这样可以更好地进行电解质渗透，加速电子和离子的传输。

由于模板的周期性和均匀性，最终产品也具有周期性和均匀的结构，因此可以增强光的反射和折射，有利于有效降低可见光和近红外光的透过率。Yang等用不同直径的PS作为模板制作了有序的微孔氧化钨IO膜，随后通过将样品浸入四氢呋喃（THF）中去除PS的过程，之后得到了多孔氧化钨膜。与电致变色装置的致密氧化钨薄膜相比，这种多孔薄膜在近红外区域显示出高的光密度和着色效率。

他们还发现，较小的多孔直径和较高的有序多孔结构集成度可以转化为更好的EC性能。后来，Nguyen等报道了一种均匀的SnO₂-WO₃核壳IO结构，旨在很好地控制近红外辐射的传输而不降低可见光的传输。他们首先在ITO涂层的基础上去除PS后得到了SnO₂ IO结构。随后，他们对WO₃进行了电沉积。

最后，成功获得了特定的核壳SnO₂-WO₃ IO结构。该EC膜显示了70.3%的高可见光透明度，在有色状态下波长为400nm的67.1%，并同时阻挡了62%的近红外辐射。后来，Ling等采用类似的方法，也制成了TiO₂-WO₃核壳IO结构，该结构在近红外下也显示出良好的电致变色性能。

参考文献：Han W, Shi Q, Hu R. Advances in electrochemical energy devices constructed with tungsten oxide-based nanomaterials[J].《纳米材料》, 2021, 11(3): 692.

• < 上页
• 下页 >