非晶态-晶态三氧化钨核壳结构电致变色薄膜

电致变色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。电致变色仅需要较小的电压(2V左右)即可工作，开路状态下可以保持原有着色或褪色状态不变，因此耗能较少。

电致变色器件有望应用在建筑节能窗户、汽车防眩光后视镜、显示设备、变透过率眼镜、汽车天窗、以及航天器的表面温度控制等。电致变色材料主要分为三种，即无机电致变色材料(一般是过渡金属氧化物)、有机单分子变色材料(如普鲁士蓝，紫罗精，金属酞菁类化合物等)以及导电高分子材料(如聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩等)。

作为一种无机电致变色材料，三氧化钨(WO₃)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变色速度慢、着色效率低、颜色变化单一和循环寿命短的缺点。相比而言，纳米结构薄膜具有比表面积大、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。

三氧化钨薄膜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，例如制备的薄膜为非晶态，着色速度快，但循环性能较差或制备的薄膜为晶态，循环性能良好，但却变色速度慢，着色效率低。

目前，关于三氧化钨核壳结构复合材料主要涉及到三氧化钨与二氧化钛、氧化锌纳米棒等核壳结构的设计。三氧化钨纳米线作为骨架的同质材料核壳结构可以发挥三氧化钨本身晶态-非晶态的优势，通过结构特点提高其循环性能。

非晶态-晶态三氧化钨核壳结构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，将过氧化钨酸溶液涂在导电基底的导电面上，得到覆盖有晶种层的导电基底；

2)将钨源溶于水中，调节pH值至1～3.5，加入硫酸铵，形成前驱体溶液，将覆盖有晶种层的导电基底固定于反应釜中，将前驱体溶液加入反应釜中，在150℃～250℃反应4h～10h，取出后得到三氧化钨纳米线阵列薄膜；

3)将钨源溶于水中，滴加双氧水，调节pH值至0.5～3，形成电沉积溶液，利用恒电压方法对步骤2)制备的三氧化钨纳米线阵列薄膜电极进行电沉积非晶态氧化钨，得到非晶态/晶态三氧化钨核壳结构电致变色薄膜。

采取 结合水热和电沉积的制备方法，在各种基底(如ITO导电玻璃、ITO/PET柔 性导电基底以及玻璃与金属等)上先制备具有纳米线阵列形貌的三氧化钨电致变色变色薄膜，然后再采用电沉积的方法在氧化钨纳米线表面上形成一层无定形的氧化钨，形成自身非晶态包覆。并且，该制备工艺简单，组成薄膜的纳米阵列结构形貌可方便控制，制造成本较低，易于实现大面积生长。

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