1.1电致变 色材料的分类
电致变色材料大致可分为无机电致变色材料和有机电致变色材料3。因为过渡金属氧化物中金，属离子的电子层结构不稳定，在- -定条件下价
态发生可逆转变，离子价态和浓度发生变化，颜色也会发生变化，所以无机电致变色材料多为过渡金属氧化物或其衍生物。根据着色过程的不
同，可分为阳极和阴极电致变色材料，阳极电致变色材料有Ni0、Ir0x、 Co.0、Rh,0、 Mn0,等;阴极电致变色材料有WO、Mo0.、 Nb,0、TI0,
等。有机电致变色材料是电致变色聚合物通过混合、层压、聚合技术，具有成本低，容易加工、控制颜色等性能。电致变色聚合物使用寿命长，具有较高的光学对比度，稳定的氧化态，优良的转换可重复性和灵活性，相比于无机物和小的有机分子，它们能够应用于- - 些不平整或者可折叠的地方，更重要的是许多聚合物具有两个以上的氧化还原态，可以产生多种颜色。
1.2 WO。电致变 色薄膜
0,本身是透明的薄膜，在嵌入电子和保持平衡电荷的离子时，它能够可逆地转变成具有完全不同性能的材料，注人离子后W0,膜着色呈现
出深蓝色4 ( 见化学式1)，室温电导率从10-”s/em变为10's/m， 折射率由1.75 变为2.8，光学带隙由2.9eV变为3.2eV,导致电致变色效率、
电致变色响应发生显著变化5]。如果材料完全紊乱，w0,薄膜具有吸收性，如果是充分晶态的则能够红外反射。以WO,薄 膜为例可逆地电致变色效应可以用化学式表达为:
wo, (透明) +xM"+xe*-M.wo, (蓝色) (1)M"可以是碱金属离子(Lit, Na*, K')或者质子(H")。W0,晶体是- -种稳定的多晶型材料，其晶体
结构如图1所示，(a) 图为立方(Li，Na,K) w0,的晶胞，图(b)为Hw0,其中W原子是大的实心圆，0原子是空心圆，Li, Na或K原子是大的灰色圆，H原子是小的实心圆。

1.3 WO.薄膜 的制备
常见的氧化钨薄膜的合成方法有真空沉积、电沉积、水热合成法、溅射法、溶胶-凝胶法等，这里主要介绍溅射法、溶胶-凝胶法两种方
法制备WO,薄膜。
溅射法具有稳定、方便、快速、薄膜均匀的特点，杨海刚等[6]采用直流反应磁控溅射方法在ITO导电玻璃上沉积了wo,薄膜，讨论了制备工
艺参数对wo,薄膜的结构和电致变色性能的影响。当靶基距为7cm的情况下沉积得到的WO,薄膜孔隙，利于Li+的抽取，具有较好的电致变色性能。通过对薄膜测试分析，薄膜为漂白态时，膜层主要成分为WO,当薄膜的颜色变为深蓝色，因离子注，入膜层主要成分变为LiyWo, (钨青铜)。溶胶-凝胶法具有采用仪器简单、成本低、易大面积成膜的特点”]，常用的溶胶--凝胶法制备WO,薄膜有钨酸盐的离子交换法、钨粉过氧化聚钨酸法。杨秋红等[8]采用Na,W0,作钨酸盐，经质子交换树脂酸化合成溶胶，将清洁后的IT0导电玻璃浸人溶胶制备WO,薄膜，经150 C热处里后，薄膜显微结构疏松，表面存在裂纹，具有良好的电致变色性能;经500 C热处理后，裂纹闭合，显微结构变得致密，不利于离子注人，几乎无变色现象。高玲等[9]采用溶胶-凝胶-热解合成介孔W0,薄膜，XRD和SEM测试表明介孔W0,薄膜材料主要为立方晶相，其平均孔径在6.37 nm，比表面积为20.69 m? /g;通过测试介孔W0,薄膜具有良好的可逆电致着色-退色性能、响应特性，及光学调控功能，其对可见光的透过率调控幅度达到69.96 %。钨粉过氧化聚钨酸法[m]反应过程中生成不具有电致变色效应的白色沉淀副产物，完全过滤掉乳白色偏青绿色沉淀后得到澄清的无色透明的溶液，如果过滤不干净会得到微发青的溶液，向过滤所得溶液中加入适量的无水乙醇，一定温度
下加热，随着加热的进行，溶液逐渐变成了黄色再到橘黄色，静置24 h后，用浸渍提拉法在基底上镀膜，经- -定温度热处理后，内部交联变为凝胶，W0,凝胶网络均匀、牢固地附着在基底。钨粉和双氧水的反应过程可以用下述几个反应方程式表示"。
钨粉与30% H,0,剧烈反应生成三氧化钨:W+3H,0- +W0,+3H,0(2)所生成的三氧化钨再与30% H,0,反应生成钨酸:W0,+H,0.- H,W0.,+H.0O
(3)反应所生成的钨酸根之间发生缩合反应，生成多聚钨酸络合物:

2结语
现代建:筑的窗户及玻璃幕墙的使用面积越来越大，为了追求美观、舒适，电致变色玻璃得到了广泛的应用。电致变色玻璃:是电致变色材料最典型的应用，W0,是一种 发现得较早、研究较为深人、应用最为广泛的阴极电致变色材料，在外加电压作用下，电致变色玻璃可以根据光强度自动调节涂层对光的透明度或放射度以及对热的透射率，可以达到冬暖夏凉的效果，起到了节约能源、保护环境的重要作用。对于电致变色材料的变色机制、如何延长其使用寿命、提高其响应时间以及研究新型的电致变色玻璃都是以后研究的主要方向。
(资助项目:天津市科技计划项目( 15JCTPJC61100) )
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