氧化鎢鉬薄膜
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年6月05日
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運用溶膠-凝膠法製備三氧化鎢薄膜的工藝已經十分成熟，且該方法也為大面積製備三氧化鎢薄膜提供了可能。隨著對該方法的研究，目前以鎢粉和鉬粉為原料，通過氧化氫和冰乙酸的作用製備氧化鎢和氧化鉬的原溶液，該溶液可長期放置而不發生沉澱現象。利用X射線衍射（XRD）及掃描電鏡（SEM）研究生成的薄膜結構、表面形貌，發現制得的薄膜具有很好的電致變色性能。製備方法如下：
（1）將10g鎢粉和鉬粉通過100ml氧化氫溶液（H2O2 含量為30%）進行反應來製備氧化鎢和氧化鉬溶液。
（2）準備冰水混合物使溶液反應溫度處於0~10℃。
（3）經過沉澱和過濾得到透明的溶液，加入100ml的冰乙酸，在55℃下攪拌回流24小時。
（4）將酸化的溶液在60℃乾燥箱內烘乾，並取部分乾燥物按1：3的重量比將其溶解在溶液中，得到氧化鎢和氧化鉬原液。
（5）用超聲波洗淨ITO基片，浸泡於氧化鎢和摻有等量氧化鉬中，經過一段時間緩慢將其拉出，置於烘箱內加熱到100℃後保溫1小時。
（6）自然冷卻後得到氧化鎢鉬薄膜。
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三氧化鎢電致變色薄膜的研究進展（2）
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年6月05日
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三氧化鎢電致變色薄膜在現代社會中被廣泛運用，因此提高其性能對於該產品的廣泛運用有重要的作用。而要提高三氧化鎢電致變色的回應性能關鍵在於縮短離子在材料內的擴散與運輸時間。除了運用溶膠-凝膠法和磁控濺射法外，隨著研究的深入現在有許多的製備方法在提高三氧化鎢電致變色薄膜上有了很大的改進。例如熱絲化學氣象沉積法製備電致變色薄膜。三氧化鎢納米晶薄膜在300℃空氣下退火後，薄膜主要為單斜晶體。三氧化鎢晶態與傳統的非晶態相比，在硫酸溶液H+迴圈性能更加穩定，使用率可達3000次。並且納米氧化鎢薄膜有更大的比表面積，所以有著比傳統非晶態氧化物薄膜更發的著色效率。而運用水熱合成法可以合成形貌可控的氧化鎢納米粒子，再此基礎上通過drop-casting的方法製備三氧化鎢薄膜。而它在硫酸溶液與在鋰離子電解液相比，由於H+比Li+小，有更高的電量密度、更快速的回應時間以及更大的著色效率。
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三氧化鎢電致變色薄膜的研究進展（1）
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年6月05日
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三氧化鎢的電致變色的回應時間是根據離子/電子在材料內部的擴散、輸運速率決定的。由於離子的尺寸要遠遠大於電子，因此離子的運輸與擴散是整個電致變色過程中最緩慢的環節。所以，要提高三氧化鎢電致變色的回應性能關鍵在於縮短離子在材料內的擴散與運輸時間。而限制離子注入/抽出速率的因素主要有兩個：一是離子擴散係數。二是離子擴散途徑。隨著研究的深入，目前提高WO3薄膜的快速回應性能，主要從改變WO3薄膜的微觀結構入手。例如利用溶膠-凝膠法製備WO3·H2O，由於（WO4）2-周圍有水分子包圍致使活性離子（H+、Li+）更容易擴散，從而大大縮短了相應的時間。而根據電致變色機理為離子、電子雙注入/抽出電致變色薄膜，因此提高薄膜的表面積可以提高薄膜的電致變色性能。而運用磁控濺射法在ITO導電玻璃上製備一層緻密ZnO薄膜作為基底材料，然後長出ZnO納米棒，最後將WO3微粒利用脈衝鐳射沉積技術法沉積到納米棒的表面。試驗證明，三氧化鎢薄膜的穩定性和相應速度都有很大的提高。
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三氧化鎢無機電致變色材料
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- 發佈於：2015年6月05日
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無機電致變色材料中，大多數是過渡金屬氧化物及其衍生物。在無機電致變色材料中，根據著色過程的不同可以分為還原態著色材料、氧化態著色材料、氧化/還原態均著色。三氧化鎢是還原態著色材料。目前有許多的無機電致變色材料，例如三氧化鎢（WO3），氧化鎳（NiOx）和普魯士藍（PB）。而其中WO3是目前研究最多、最成熟的一種電致變色材料。WO3是由WO6八面體組成的鈣鈦礦結構型。W原子佔據立方體的頂角,O原子佔據立方體的各個菱角位置。當中心位置空缺時，W的價態為+6價，此時WO3薄膜為透明的。當陽離子填充中心位置時，W的氧化態降低，從而形成混合價態WV與WVI的化合物，此時WO3薄膜是藍色的。雖然薄膜的變色機理目前尚未清楚，但是雙注入模型被大多數的學者所接受，即三氧化鎢薄膜顏色的改變是因為氫離子和電子同時注入要薄膜材料中而引起。WO3的電致變色反應可以用以下化學方程式表示：WO3+xe-+xH+←→HxWO3。
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三氧化鎢薄膜的氣致變色的雙注入模型
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早期對三氧化鎢的電致變色機理研究中發現，薄膜顏色的改變是因為氫離子和電子同時注入要薄膜材料中而引起。其中化學反應過程是可逆的。這也導致許多學者都認為三氧化鎢的氣致變色也是因為氫離子和電子的注入而引起的。但是經過研究發現，氣致變色的雙注入模型遠比電致變色的雙注入模型複雜得多。在氣致變色的雙注入模型中，著色的過程是通過吸附到催化劑Pt顆粒表面的H2分子發生解離，變成H原子或者H+，H原子從金屬顆粒表面轉移到了三氧化鎢薄膜的表面，再注入到三氧化鎢薄膜中。引起薄膜的著色。而褪色過程同樣是吸附在催化劑的O2發生離化，轉移到WO3薄膜表面，形成化學活性很強的O原子或O2-，在薄膜表面把薄膜體內的H+吸引出來，並且與H+結合形成H2O分子，然後H2O從薄膜中釋放出來從而引起薄膜的褪色。由此我們可以發現褪色和著色是一個不可逆的化學反應過程。
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