三氧化钨纳米阵列电致变色薄膜制备

电致变色(Electrochromics,EC)是指材料的光学性能在外加电场的作用下发生可逆变化的现象。作为一种无机电致变色材料,三氧化钨(WO3)的研究最充分,它具有颜色纯正、化学性质稳定、与基底结合力强等优点,但传统的三氧化钨也存在着转变速度慢、着色效率低、颜色变化单一和循环寿命短的缺点。

三氧化钨纳米阵列电致变色薄膜图片

相比而言,纳米材料则具有许多传统材料所不具备的优点,如比表面积大、导电性能好使得变色迅速、光学模拟性能好、着色效率高和循环性能好等优点。近年来,许多人致力于三氧化钨纳米薄膜材料。最常用的制备方法是电化学沉积法、水热法、磁控溅射法和热蒸发沉积等。这些方法均存在一些缺陷,例如制备的薄膜由无序随意的纳米材料组成从而使得部分电致变色材料不能充分有效地利用。因此,制备规则排列的氧化钨纳米阵列薄膜就显得十分重要。

三氧化钨纳米阵列电致变色薄膜的制备方法包括以下步骤:

1)将白钨酸溶于过氧化氢水溶液,加水配制成含钨浓度为1~5mol/L 的过氧化钨酸溶液;

2)将步骤1)中的过氧化钨酸溶液涂在清洁干净的导电基底的导电面上,得到覆盖有晶种层的导电基底;

3)将钨盐溶于醇中,形成前躯体溶液,将步骤2)中的覆盖有晶种层的 导电基底固定于反应釜中,将前躯体溶液加入反应釜中,在150℃~250℃反 应8h~16h,取出后再在350℃~450℃热处理1h~3h,得到三氧化钨纳米阵列 电致变色薄膜。

三氧化钨纳米阵列电致变色薄膜,具有纳米团簇、纳米树或纳米线阵列形貌,具有光谱调节范围大、着色效率高、响应速度快、循环寿命长等优点,不但可用于电致变色领域,还可以用于敏感器件、光催化以 及光伏领域,具有广阔的应用前景。

 

 

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