无模板电化学沉积法制备多孔WO3·2H2O薄膜及其电致变色性能

二水合氧化钨(WO₃·2H₂O)因其独特的层状结构且富含层间结构水,与无水WO₃相比显示出更加优异的电致变色性能。我们采用简单、无模板的阴极电化学沉积方法,成功在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上制备了WO₃·2H₂O薄膜。通过改变电沉积液中过氧化氢(H₂O₂)的加入量优化沉积液的成分,获得了具有纳米多孔结构的薄膜。由此制备的WO₃·2H₂O薄膜显示出大的光学对比度(633 nm处的光学对比度大于90%)、快速的响应速度(着色、褪色时间均小于10 s),以及良好的循环稳定性(经10 000次循环后,光学对比度仍保持在90%左右)。     

WO3/PANI核壳结构反蛋白石薄膜的电致变色性能

采用连续离子层吸附法在反蛋白石结构三氧化钨(IO-WO₃)薄膜表面引入导电聚合物聚苯胺(PANI)层, 制备了独特的WO₃/PANI核壳结构反蛋白石薄膜(IO-WO₃/PANI). 探究了IO-WO₃/PANI薄膜的形貌、 组成和电化学行为. 结果表明, 当电位扫描范围为-0.6~1.0 V时, IO-WO₃/PANI复合膜在不同电压状态下会呈现出4种不同的颜色, 分别为蓝色(1.0 V)、 绿色(0.2 V)、 浅绿色(0 V)和蓝紫色(-0.6 V). 与IO-WO₃薄膜相比, IO-WO₃/PANI复合膜的电致变色性能显著提高, 其着色与退色响应时间分别为3.8和6.14 s, 变色效率(CE)值为201.1 cm²/C. 电致变色性能的改善主要归因于WO₃与PANI形成给体-受体体系和核壳反蛋白石等级孔结构, 使得离子快速扩散, 并为电荷转移反应提供更大的表面积. 研究结果表明, IO-WO₃/PANI核壳结构反蛋白石薄膜是一种潜在的多色电致变色材料, 具有广阔的应用前景.     

Ag/WO3纳米复合膜的制备及其电致变色性质和器件的研究

通过真空镀膜方法制备的纳米Ag薄膜均匀致密, 表面光滑. 然后通过电化学方法在Ag纳米薄膜上沉积一层三氧化钨(WO3), 制备纳米Ag/WO3复合膜. 并在此基础上构筑五层式玻璃/ITO/纳米Ag-WO3复合膜/固态电解质/聚(3-甲基噻吩)/ITO/玻璃电致变色器件. 实验结果表明, 与传统的WO3膜相比, 纳米Ag/WO3复合膜具有更好的电化学活性、更高的对比度、更短的响应时间, 以及更好的稳定性. 由该复合膜组装的电致变色器件工艺简单, 电致变色性能良好.     

钒钨酸盐-CdS纳米粒子复合膜的制备与电致变色性能

通过层-层自组装方法制备了由Dawson结构三钒取代型钨酸盐1-K₉P₂W₁₅V₃O₆₂·18H₂O(P₂W₁₅V₃)与CdS纳米粒子构筑的复合膜材料, 研究了CdS纳米粒子添加和复合膜层数对P₂W₁₅V₃多酸复合膜材料电致变色性能的影响. 采用UV, XRD, SEM和循环伏安等测试手段对复合材料的结构和性能进行了表征; 将电化学工作站和紫外-可见吸收光谱联用, 在-1.0~+1.0 V的电压范围内, 对不同层数、 有无CdS纳米粒子复合的的膜材料的电致变色性能进行研究. 研究结果表明, 20层的复合膜材料性能最佳, 光反差为38.05%, 着色时间为3.57 s, 褪色时间为6.94 s, 最大着色效率达到94.04 cm²/C, 实现了从无色、 蓝色到蓝紫色, 再到无色的可逆颜色变化, 相对于单独P₂W₁₅V₃膜, 光反差提高46.07%, 着色效率提高96.53%, 电致变色性能显著提高.     

TiO2-PTPAT纳米核/壳结构复合膜的制备及电致变色性能

通过水热法在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃基底上制备了垂直生长的二氧化钛(TiO₂)纳米棒阵列, 以TiO₂纳米棒阵列为模板采用电化学聚合法, 原位制备了TiO₂-聚三[2-(4-噻吩)苯]胺(PTPAT)纳米核/壳结构的复合薄膜, 相比于纯PTPAT薄膜, TiO₂-PTPAT复合薄膜显示出更好的电致变色(EC)性能. PTPAT薄膜在600 nm波长下的对比度为28%, 在1100 nm波长下的对比度为60%, 其褪色时间为3.86 s, 着色时间为5.52 s; TiO₂- PTPAT复合薄膜在600 nm波长下的对比度为43%, 在1100 nm波长下的对比度为79%, 其褪色时间为3.35 s, 着色时间为4.43 s, 表明核/壳复合结构薄膜的光学对比度和响应时间性能更加优异. 将PTPAT薄膜和TiO₂-PTPAT复合薄膜作为电致变色层组装成固态EC器件, 基于复合薄膜的器件具有更好的循环稳定性和更高的耐受电压. 复合薄膜在保持PTPAT薄膜原有的EC性能的基础上, 由于有序生长的纳米阵列结构的引入增加了薄膜的比表面积, 为电致变色过程中离子的掺杂和脱掺杂提供了更多有序通道, 从而加快了离子扩散速度. TiO₂阵列的引入也改善了聚合物薄膜与透明导电电极之间的界面结合情况, 从而提升了器件的稳定性.     

钒钨酸盐/刚果红电致变色复合膜及器件研究

应用Layer-by-Layer自组装技术,采用聚乙烯亚胺(PEI)阳离子将无机电致变色材料[P2W15V3O62]8-(P2W15V3)阴离子与刚果红(CR)阴离子通过静电引力复合,构筑了复合膜[PEI/P2W15V3/PEI/CR]20及对比膜[PEI/P2W15V3]20.利用扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和电化学工作站研究了复合膜的形貌与电致变色性能.对比研究表明,复合膜可实现浅红色-蓝紫色-浅红色的可逆颜色调变,且保持了[P2W15V3O62]8-阴离子的电致变色性能,光反差22.55%,着色效率122.67 cm2/C.复合膜循环测试400圈后透过率(500 nm)处损耗仅为6.94%,稳定性良好;由复合膜组装的电致变色器件也实现了由浅红色到蓝紫色的颜色变化.本研究可为解决多酸电致变色材料颜色变化单一的问题提供参考.     

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.     

盘状多酸P_5W_(30)/阳离子聚电解质/氧化石墨烯杂化多层膜的电致变色性能

为了提高薄膜[PEI/P_5W_(30)]_(30)的电致变色性能,将具有大的二维尺寸和良好导电性的氧化石墨烯引入该薄膜中。通过层层自组装(LBL)技术构筑了基于盘状多酸K12.5Nal.5[Na P_5W_(30)O_(110)]·15H_2O(P_5W_(30))、氧化石墨烯(GO)的复合薄膜[PEI/P_5W_(30)/PEI/GO]_(30)(PEI:聚乙烯亚胺),并利用UV-Vis光谱对薄膜的组成及增长进行监测;通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行考察,利用循环伏安法对薄膜电化学氧化还原性质进行研究;薄膜在外加氧化还原电位下呈现出无色/蓝色的可逆变化,电致变色响应时间在10 s以内;此外,薄膜在阶跃电位0.75 V/-0.75 V下循环150次,电致变色性能没有明显减弱,体现了薄膜良好的电致变色可逆性。氧化石墨烯的引入使薄膜[PEI/P_5W_(30)/PEI/GO]_(30)呈现出响应速度快、抗电疲劳强的电致变色性能,将在电致变色器件领域有广阔的应用前景。     

钒修饰磷钨酸盐/刚果红电致变色膜的制备及性能研究

借助Layer-by-Layer自组装技术分别构筑了钒修饰的钨酸盐K_7P_2W_(17)VO_(62)·18H_2O(P_2W_(17)V)、聚乙烯亚胺的复合膜[PEI/P_2W_(17)V]_(20),K_7P_2W_(17)VO_(62)·18H_2O(P_2W_(17)V)、聚乙烯亚胺、刚果红(Congo red,CR)复合膜[PEI/P_2W_(17)V/PEI/刚果红]_(20)。紫外-可见吸收光谱监测显示两种复合膜的构筑是成功的,均实现了复合膜均一稳定的增长。电化学工作站和紫外可见吸收光谱联机对复合膜的电致变色性能研究显示:染料刚果红的加入,不但丰富了多酸电致变色材料的颜色种类,实现了由红色到浅紫色的可逆变化,更使光反差提高9.36%,复合膜的变色能力得到了很大的增强,实现了复合膜可调颜色的电致变色,有望在变色薄膜领域得到新的应用。     

V2O5电致变色薄膜的Raman光谱

近年来,通过向过渡金属氧化物薄膜注入Ｌｉ 制作可调节光透过率的电变色器件已越来越引起广泛的重视[1、2].由于Ｖ2Ｏ5薄膜的稳定性差,限制了它在实际中的应用.因此,为了获得变色效率高、稳定性和可逆性能好的Ｖ2Ｏ5薄膜,使用了多种制备方法,如磁控溅射法[3、6]、电化学沉积法[7、8]、溶胶凝胶法[9、10]、旋涂法[11、12]、真空蒸镀法[13、14]等.但是,无论那种方法都要解决Ｖ2Ｏ5本身在Ｈ2Ｏ或醇等的电解质溶液中电致变色时的溶解问题,通常采用控制薄膜的沉积温度或者退火处理来提高薄膜的电致变色性能[3、4、11].为了探明薄膜结构与电致变色…     

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.     

银纳米颗粒负载TiO2复合薄膜的光催化活性及其光电流性质

制备了3种不同粒径的Ag纳米颗粒,将它们分别掺入二氧化钛溶胶, 制备成复合二氧化钛薄膜。利用TEM测定了Ag粒子的大小,测量TiO₂复合膜的光电流,以亚甲基蓝降解反应评价了Ag/TiO₂薄膜的光催化活性.结果表明,负载不同粒径Ag纳米粒子后,TiO₂薄膜的光电流和光催化活性均得到一定程度的提高.当负载平均粒径6.9 nm的Ag粒子后,薄膜具有最高的光电流和最强的光催化活性.     

带坑WO3单晶纳米片的合成与光学性能

以介孔二氧化硅(SBA-15)为硬模板, 钨酸钠(Na₂WO₄•2H₂O)为钨源, 在酸性条件下, 用改进的浸渍-还原法合成了具有纳米坑结构的单晶片状WO₃材料. 用X射线衍射(XRD)、能量扩散X射线(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外-可见光区透射光谱(UV-Vis)等手段对产物的组成、形貌和光学性能进行了表征. 结果表明, 获得的产物为带有纳米坑结构的单晶片状WO₃, 且在近紫外-可见光区具有较高的透射率. 此外, 随着煅烧温度的升高, WO₃由单斜相转变为单斜相与正交相的混合相, WO₃薄膜的紫外-可见光透射率随煅烧温度升高而升高.     

多酸/邻菲罗啉钌LBL薄膜的制备及电化学调控荧光开关性能

通过层层静电自组装技术制备了基于电致变色多酸P_8W_(48)与发光邻菲罗啉钌Ru(phen)的杂化红光薄膜[(PEI/P_8W_(48))_m/PEI/PSS/Ru(phen)/PSS]_(15)[m=1,3,5;PEI=聚乙烯亚胺;PSS=聚(4-苯乙烯磺酸钠)].利用紫外-可见光谱对薄膜的组成及增长进行了表征;通过循环伏安法对薄膜的电化学氧化还原性质进行了考察;通过荧光光谱对薄膜的发光性质进行了研究.结果表明,薄膜在外加氧化还原电位下呈现出可逆的电致变色-荧光开关性质;在阶跃电位-0.85 V/0.85 V下循环50次,其电致变色及荧光开关性能没有明显的减弱,体现了良好的电化学稳定性.     

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.     

光致变色的PW12/1,10DAD自组装超晶格多层膜

本文报道了在固体基底表面上用PE方法连续自组装沉积PW₁₂和1,10-DAD分子,构建了PW₁₂/1,10-DAD自组装多层膜.紫外-可见吸收、X射线衍射等分析结果表明此多层膜有好的超晶格结构,层间距为3.19nm.与真空蒸镀WO₃薄膜相比,PW₁₂/1,10-DAD自组装多层膜表现出更好的光致变色特性.     

多酸-中性红复合膜的制备及可调变的电致变色性能

利用层接层自组装方法,将Keggin型多酸(PW_(12))和染料中性红(NR)制备成复合膜材料.采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法(CV)等手段对复合材料的形貌和电致变色性能进行了表征.复合膜材料呈现出良好的电致变色性能,其光反差可达6.0%,着色效率高达14.6cm~2/C,着色与褪色时间分别为14.6和16.9s.而且,复合膜实现了深粉色、淡紫色和深紫色的可调变颜色变化.     

基于酸位点增强的CeO2掺杂WO3复合催化剂用于柴油机尾气脱硝

采用先电沉积后水热的方法将WO₃负载于钛网上,后续采用电沉积负载CeO₂制备CeO_2-WO₃/Ti催化剂用于柴油车尾气选择性催化还原(NH₃-SCR)脱硝。通过固定床反应装置检测催化剂脱硝性能,考察了电沉积CeO2时间对催化剂脱硝性能的影响,结合SEM、XRD、XPS、H_2-TPR、NH₃-TPD和原位红外光谱等表征手段分析反应机制。结果表明,在WO₃表面进行20 min电沉积CeO₂的双组分催化剂NO_x转化率提升最明显,在200℃时已达到91.89%,250-350℃均为100%。双组分催化剂表面负载了WO₃纳米棒以及高度分散的CeO2,CeO₂的负载引入Ce³⁺并提高了催化剂化学吸附氧所占比例,但样品对应氧化还原能力没有明显提升。中温段(250-350℃)脱硝性能提高的主要原因是复合后CeO_...     

PEO掺杂氧化镍薄膜的溶胶-凝胶法制备及电致变色性能研究

以无水醋酸镍、乙醇为前驱液, 加入适量正丁醇及PEO2000等为稳定剂, 采用改进的溶胶-凝胶法制备了稳定的PEO2000纳米Ni(OH)₂复合溶胶体系, 采用旋涂法在ITO (In₂O₃∶Sn)导电玻璃上形成均匀的氧化镍薄膜. 研究了溶胶组分对成膜性能的影响, 采用TG-DSC分析、X射线衍射仪和扫描电镜, 研究了热处理过程中的结构变化和表面形貌. 循环伏安和可见光透过率测试表明该氧化镍薄膜具有良好的电致变色性能和阳极着色效应.     

ZnO-TiO2和WO3-TiO2复合薄膜光催化剂的制备与性能

采用溶胶一凝胶法在多孔钛片上制备了 ZnO-TiO₂和WO₃-TiO₂复合半导体光催化剂,用甲基橙的光催化降解反应对所得薄膜的催化活性进行评价,并通过XRD和DTA等手段对样品进行了表征.结果表明,ZnO和WO₃的掺入降低了TiO₂的相转变温度,ZnO适宜掺杂量为0.1 mol%, WO₃适宜掺杂量为0.5 mol%, ZnO-TiO₂和WO₃-TiO₂复合薄膜比纯TiO₂薄膜光催化活性分別高出77.0%和96.7%.