紫精-普鲁士蓝凝胶电致变色器件的制备

合成了醛基功能化的紫精,1,1′-二醛己基-4,4′-联吡啶,通过与聚乙烯醇的缩醛反应将紫精固定到凝胶电解质中,对电极用电沉积法沉积普鲁士蓝,制备了新型凝胶型电致变色器件。这种凝胶电致变色器件避免了电解质泄露的风险并拓宽了电致变色器件的应用范围。采用1 HNMR对分子结构进行了表征,通过紫外-可见分光光度计研究了器件的电致变色性能及其影响因素。结果表明:采用将紫精通过共价键并入凝胶的方法,制备的器件在±2V的工作电压下具有47%的对比度,着色时间2.8s,褪色时间3.3s,并且具有良好的循环稳定性。     

可吸附紫精化合物电致变色器件

研究报道了一种基于可吸附的固态紫精化合物电致变色器件. 我们设计并合成了一种新型可吸附的不对称紫精化合物,其一端引入三苯胺基团用以修饰紫精化合物的电致变色性质,另一端引入膦酸基团使其固定于电极上,以提高变色速度,增加器件稳定性. 将所合成的材料应用于器件中,得到了高透过差值和高稳定的电致变色器件. 我们利用紫外-可见-红外分光光度计、电化学工作站以及CIE 1931 %Y_Lxy色度系统对其电致变色性能以及颜色进行了表征.     

磷腈-紫精聚合物的合成与电致变色性能

以六氯环三磷腈作为核心、紫精为电致变色活性基,合成了一种新型有机-无机杂化电致变色材料六(1-乙基-4,4’-联吡啶-甲基苯氧基)环三磷腈(PHV²⁺).通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及核磁共振氢谱(1H NMR)表征了PHV²⁺的结构.优良的水溶性使得该化合物可以通过简单的方法构造一个以聚乙烯醇(PVA)为凝胶基质的电致变色水凝胶,具有成本低廉及无毒害的优点.以氟掺杂氧化锡(FTO)涂层玻璃作为电极材料,PHV²⁺作为电致变色材料制备了PHV²⁺/PVA/KCl电致变色器件(PHV²⁺/PVA/KCl ECD).该电致变色器件在2. 1 V电压下由淡黄色变为紫色,颜色变化明显,并且该颜色变化可以循环500次;器件在526 nm处的光学对比度达到62. 19%.良好的电致变色性质使该化合物在电致变色器件方面具有潜在应用价值.     

聚苯胺类电致变色材料的研究进展

电致变色材料作为一种绿色环保、节能低碳的新型功能材料,可广泛应用于显示器件、智能窗、节能建筑、国防军事伪装等领域,得到了人们极大的关注。本文综合前人工作,总结了聚苯胺类电致变色材料的最新研究进展,详细介绍了苯胺和取代苯胺均聚物、苯胺和取代苯胺共聚物、聚苯胺衍生物基杂化材料和带有苯胺齐聚物侧链的变色材料的合成及研究现状,特别从材料的分子结构、溶解及变色性能出发,指出了目前聚苯胺类变色材料所存在的问题,并展望了未来改进的方向。     

具有电致变色作用的聚合物材料

电致变色现象是指在外加偏电压感应下，材料的光吸收或光散射特性的变化。这种颜色的变化在外加电场移去后仍能完整地保留。显然，它与液晶显示有着实质性的区别。电致变色材料不仅具有变色及多重变色的功能，而且种类多样。最早被研究的是一些氧化物，如     

NiOxHy薄膜的电致变色特性和机理

运用循环伏安和阶跃电位方法研究了Ni（OH）2粉末靶直流溅射沉积的NiOxHy薄膜电致变色特性．结合实时的光透射-时间变化，发现着色后的薄膜在零外电势下有一自发的消色过程，该过程可能对应着Li 的自发注入。着色没有自发过程，获取了着消色状态Ni2p3／2和O1s的XPS谱，表明在着色态镍被氧化，消色态镍被还原，相应地氧的化学环境发生改变．     

多金属氧酸盐电致变色材料

多金属氧酸盐具有多样的结构和良好的电化学可逆性,在电致变色器件(例如军事伪装、后视镜、智能窗以及高对比度信息显示器)上有着广阔的应用前景。本文综述了多金属氧酸盐在电致变色领域的研究进展情况。概述了多金属氧酸盐的电致变色机理以及制备多金属氧酸盐电致变色薄膜的方法,主要包括:溶胶-凝胶方法、电沉积法、Langmuir-Blodgett方法、层接层自组装方法。按照多金属氧酸盐的结构类型分类,结合最新文献报道,介绍了同多酸(盐)型和杂多酸(盐)型电致变色材料性能的研究现状。最后,对其未来的发展方向进行了展望。     

变色材料及其应用

受到光、电、热等外界激发原作用后可发生颜色变化的物质称为变色物质，本文介绍了光致变色，电致变色及热致变色材料的变色原理，应用及发前景前景。     

旋转涂布法制备Si-Mo-W酸盐电致变色薄膜

本文采用旋转涂布制备了Si-Mo-W酸盐的电致变色薄膜。伴随着Li⁺的电化学注入，这些薄膜呈现出可逆的颜色变化。由于这类电致变色薄膜的变色幅度较小，故可用作为强变色材料的对电极。     

三苯胺类自供能电致变色材料合成及器件开发

设计并合成了一种新型三苯胺衍生物: (4-((4-(二甲基氨基)苯基)(苯基)氨基)苄基)膦酸, 并研究了它的光谱电化学性质和光伏性质. 光谱电化学谱图表明该化合物具有电致变色性能: 通过施加不同电压, 该化合物薄膜可以在透明态和着色态之间转换, 且在629 nm处透过率对比度达到最大, 为64.2%. 由该材料组装成的自供能电致变色器件具有光伏性能, 光电转化效率可以达到0.32%. 和传统的光电变色器件相比, 该新型器件具有结构简单、制备成本低廉、绿色环保等特点, 预计在建筑、汽车、显示器等领域将有广泛的应用.     

苯胺四聚体薄膜的制备及其电致变色性能

以苯胺四聚体做为电致变色材料, 在保持ITO有效涂覆面积不变的情况下, 通过控制溶液浓度和用量的方式控制膜厚, 采用自然铺展的方式制备得到了均匀的电致变色膜. 循环伏安特性曲线表明, 在－0.2～0.8 V电压范围内, 随着电压的升高, 苯胺四聚体结构发生从还原态到中间态再到氧化态的转变, 并伴随着颜色从浅黄色到绿色再到蓝色的变化. 研究发现, 电解质溶液种类和膜厚对苯胺四聚体膜的电致变色性能有较大影响. 苯胺四聚体膜的对比度按照HCl, HNO₃, H₂SO₄, LiClO₄电解质溶液的顺序依次降低. 随着膜厚度增加, 苯胺四聚体膜的对比度增加, 响应时间延长. 当采用樟脑磺酸掺杂的苯胺四聚体制备电致变色膜时, 在其他条件相同的情况下可以提高苯胺四聚体膜的对比度并同时缩短响应时间.     

氧化铑变色薄膜的制备及其电变色研究

采用溶胶-凝胶方法制备了氧化铑电致变色薄膜。通过施加阴极或阳极电位, 薄膜在碱性电解液中呈现从亮黄（还原态）到深绿（氧化态）的可塑颜色变化,而 且可达到上千次循环而性能不变。采用XRD,SEM,TG,DTA,UVV,FTIR和循环伏安 等技术对薄膜的晶态、形貌、热处理过程和电变色过程进行了研究。得出100 ℃处 理的膜内含有一定量的结晶水,其性能最好。对薄膜的电致变色性能如：着色效率 、响应时间及循环寿命、开路记忆等进行了测试,并讨论了氧化铑薄膜电变色的反 应机理。     

烯烃取代的紫罗精合成及全固态电致变色器件

合成了2种烯烃取代的紫罗精分子,通过核磁、红外和紫外测试技术对其结构进行了确证。循环伏安表明,它们都有2个明显的可逆氧化还原峰;并以PEO胶体聚电解质为离子导电层组装出了基于所合成化合物,低能耗、无辐射的全固态电致变色器件,总厚度约2.35mm,同溶液型电致变色器件相比较,全固态化可以提高器件在变色-褪色和开路延时记忆等方面的性能,且固态电致变色器件制作工艺相对简单,便于规模化生产。经优化后制作的电致变色器件施加1.1～3V的电压可产生明显的蓝色或紫色,断电后开路延时记忆可以达到3d。实验测试出大多数器件响应时间小于50ms,循环次数在百万次以上,主要性能指标已经达到电子墨水的显示要求。     

聚苯胺衍生物电致变色薄膜的制备与物性研究

采用循环伏安电化学沉积方式分别制备了聚邻甲氧基苯胺(1)和聚邻甲氧基苯胺/邻硝基苯胺(2)电致变色薄膜, 并通过UV-Vis、分光光度仪、场发射扫描电子显微镜(SEM)对其进行性能表征. 结果显示: 变色膜1在不同电压下能实现湖绿色(U＝－0.5 V)和淡紫色(U＝0.9 V)变化, 响应时间约15 s, 最大透光率变化(DT_max)约10% (500 nm)|变色膜2在不同电压下能实现橄榄绿色(U＝－0.9 V)和深酞蓝色(U＝1.4 V)变化, 响应时间约2 s, 最大透光率变化(DT_max)约为20% (497 nm)|SEM测试得到薄膜2的厚度约550 nm, 且不同颜色状态下其表面形貌及导电性能有较大的差别. 由以上结果可以看出: 电致变色薄膜2比1具有更快的响应速度和较好的颜色对比度, 因此薄膜2是更好的电致变色材料.     

PEDOT基光子晶体的制备及其电致变色性能研究

采用改进的Stöber法合成了单分散SiO₂微球, 通过垂直沉积组装成蛋白石结构光子晶体. 再使用电化学法在组装的SiO₂微球表面生成聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT), 得到核-壳结构的SiO₂@PEDOT光子晶体复合膜. 测试了SiO₂@PEDOT光子晶体薄膜的反射光谱、循环伏安曲线、多电位紫外反射光谱、对比度及响应时间等光学、电化学及电致变色性能. 结果表明, 该光子晶体薄膜在变色时颜色亮丽, 其色差值(26.82)比纯PEDOT薄膜(18.07)提高很多, 并且最大对比度可达39.8%, 高于纯PEDOT薄膜的27.4%, 同时响应时间变快. 此实验结果说明将光子晶体结构引入导电聚合物中, 能够提高其电致变色性能.     

Narrow‐Bandgap Chalcogenoviologens for Electrochromism and Visible‐Light‐Driven Hydrogen Evolution

A series of electron‐accepting chalcogen‐bridged viologens with narrow HOMO–LUMO bandgaps and low LUMO levels is reported. The optoelectronic properties of chalcogenoviologens can be readily tuned through heavy atom substitution (S, Se and Te). Herein, in situ electrochemical spectroscopy was performed on the proof‐of‐concept electrochromic devices (ECD). E‐BnV²⁺ (E=Se, Te; BnV²⁺=benzyl viologen) was used for the visible‐light‐driven hydrogen evolution due to the strong visible‐light absorption. Remarkably, E‐BnV²⁺ was not only used as a photosensitizer, but also as an electron mediator, providing a new strategy to explore photocatalysts. The higher apparent quantum yield of Se‐BnV²⁺ could be interpreted in terms of different energy levels, faster electron‐transfer rates and faster formation of radical species.     

Improved Electrochromic Performance of Poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) by Incorporating a Three‐Dimensionally Ordered Macroporous Structure

In this paper, three‐dimensionally ordered macroporous (3DOM) poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) (PEDOT) films were electropolymerized from an ionic liquid, 1‐butyl‐3‐methylimidazolium hexafluorophosphate ([Bmim]PF₆). The electrochromic performances of the 3DOM PEDOT films were studied. The 3DOM films exhibited high transmittance modulation (41.2 % at λ=580 nm), high ionic fast switching speeds (0.7 and 0.7 s for coloration and bleaching, respectively), and enhanced cycling stability relative to that exhibited by the dense PEDOT film. The relationship between the declining behavior of the transmittance modulation and the nanostructure of the film was investigated. A three‐period decay process was proposed to understand the declining behavior. The 3D interconnected macroporous nanostructure is beneficial for fast ion and electron transportation, high ion accessibility, and maintenance of structure integrity, which result in enhanced cycling stability and fast switching speeds.