非晶態-晶態三氧化鎢核殼結構電致變色薄膜

電致變色是指材料的光學性能在外加電場的作用下發生可逆變化的現象。電致變色僅需要較小的電壓(2V左右)即可工作，開路狀態下可以保持原有著色或褪色狀態不變，因此耗能較少。

電致變色器件有望應用在建築節能窗戶、汽車防眩光後視鏡、顯示裝置、變透過率眼鏡、汽車天窗、以及航天器的表面溫度控制等。電致變色材料主要分為三種，即無機電致變色材料(一般是過渡金屬氧化物)、有機單分子變色材料(如普魯士藍，紫羅精，金屬酞菁類化合物等)以及導電高分子材料(如聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩等)。

作為一種無機電致變色材料，三氧化鎢(WO₃)具有顏色純正，化學性質穩定，與基底結合力強等優點，但傳統的三氧化鎢也存在著變色速度慢、著色效率低、顏色變化單一和迴圈壽命短的缺點。相比而言，納米結構薄膜具有比表面積大、導電性能好使得變色迅速、光學類比性能好、著色效率高和迴圈性能好等優點。

三氧化鎢薄膜最常用的製備方法是電化學沉積法、水熱法，磁控濺射法和熱蒸發沉積等。這些方法均存在一些缺陷，例如製備的薄膜為非晶態，著色速度快，但迴圈性能較差或製備的薄膜為晶態，迴圈性能良好，但卻變色速度慢，著色效率低。

目前，關於三氧化鎢核殼結構複合材料主要涉及到三氧化鎢與二氧化鈦、氧化鋅納米棒等核殼結構的設計。三氧化鎢納米線作為骨架的同質材料核殼結構可以發揮三氧化鎢本身晶態-非晶態的優勢，通過結構特點提高其迴圈性能。

非晶態-晶態三氧化鎢核殼結構電致變色薄膜的製備方法，包括以下步驟：

1)將白鎢酸溶於過氧化氫水溶液，加水配製成含鎢濃度為1～5mol/L的過氧化鎢酸溶液，將過氧化鎢酸溶液塗在導電基底的導電面上，得到覆蓋有晶種層的導電基底；

2)將鎢源溶于水中，調節pH值至1～3.5，加入硫酸銨，形成前驅體溶液，將覆蓋有晶種層的導電基底固定於反應釜中，將前驅體溶液加入反應釜中，在150℃～250℃反應4h～10h，取出後得到三氧化鎢納米線陣列薄膜；

3)將鎢源溶于水中，滴加雙氧水，調節pH值至0.5～3，形成電沉積溶液，利用恒電壓方法對步驟2)製備的三氧化鎢納米線陣列薄膜電極進行電沉積非晶態氧化鎢，得到非晶態/晶態三氧化鎢核殼結構電致變色薄膜。

採取 結合水熱和電沉積的製備方法，在各種基底(如ITO導電玻璃、ITO/PET柔 性導電基底以及玻璃與金屬等)上先製備具有納米線陣列形貌的三氧化鎢電致變色變色薄膜，然後再採用電沉積的方法在氧化鎢納米線表面上形成一層無定形的氧化鎢，形成自身非晶態包覆。並且，該製備工藝簡單，組成薄膜的納米陣列結構形貌可方便控制，製造成本較低，易於實現大面積生長。

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