电致变色是指材料在外加电压的作用下光学特性发生可逆变化,在外观上通常表现为颜色的变化。这一现象本质上是外加电压改变了材料的氧化还原状态,材料在氧化态和还原态下具有不同的光学特性。导电高分子材料具有良好的可加工性、多色彩性、易设计、成本低等优点,是新一代电致变色材料的理想选择。但由于其光学对比度较低、响应速度慢、循环稳定性差等缺点,限制了聚合物电致变色器件的实际应用。本论文通过将银纳米线(AgNWs)、聚(3-噻吩硼酸)(P3TBA)纳米颗粒和剥离石墨烯(EG)/AgNWs分别修饰到ITO玻璃表面,深入研究了 ITO玻璃表面微纳米修饰对聚合物薄膜变色性能的影响。主要研究内容如下:(1)以乙二醇和硝酸银为原料,采用多元醇法合成银纳米线,然后将其分散到乙醇中制备成分散液。通过棒涂法在ITO玻璃上均匀涂覆一层AgNWs分散液,晾干后制得AgNWs/ITO电极。然后,通过电化学聚合法在AgNWs修饰电极上制备聚合物薄膜。采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光度计、电化学工作站和器件循环测试系统对AgNWs和聚合物薄膜的结构与性能进行表征。结果表明,与基于电致变色聚合物(ECP)/ITO的器件相比,基于 ECP/AgNWs/ITO的器件的光学对比度明显增大。经90个循环后,基于ECP/ITO的器件的光学对比度明显降低,而基于ECP/AgNWs/ITO的器件的光学对比度仅有略微减小。此外,基于ECP/AgNWs/ITO的器件响应时间更短、着色效率更高。表明AgNWs的修饰,可显著提高聚合物基电致变色器件的性能。(2)采用电化学法在ITO玻璃上先沉积一层很薄的P3TBA纳米颗粒,晾干后插入含有噻吩的电解液中,聚合60s后制得聚噻吩(PT)/P3TBA复合薄膜,将聚合物薄膜组装成电致变色器件并对其结构和性能进行表征。结果表明,基于PT/P3TBA/ITO的器件的性能得到明显提高,该器件具有高的光学对比度(48%)、高着色效率(298 cm2/C)、较短的响应时间(着色时间和褪色时间分别为5.27和0.48 s)和良好的循环稳定性。与基于 PT/ITO的器件相比,基于 PT/P3TBA/ITO的器件光学对比度增大了 200%(16％→48%),着色效率增加了 54%(193→298 cm2/C)。(3)在硫酸铵溶液中,采用电化学剥离法制备石墨烯纳米片,经洗涤过滤后将其分散到乙醇和水混合溶剂中制备成分散液。然后在ITO玻璃上滴涂银纳米线分散液,晾干后再喷涂石墨烯分散液,干燥后在该电极上通过电化学聚合法制得PT/EG/AgNWs复合薄膜,将聚合物薄膜组装成电致变色器件并对其结构和性能进行表征。结果表明,基于PT/EG/AgNWs/ITO的器件具有较大的光学对比度(36%)、高着色效率(234 cm2/C)、较快的切换速度(着色和褪色时间分别为6.63和0.71 s)及良好的循环稳定性。与基于PT/ITO的器件相比,基于PT/EG/AgNWs/ITO的器件光学对比度增大了一倍(18→36%)、着色效率提高了 42%(165→234 cm2/C)。此外,通过器件褪色和着色动力学分析,可以发现,褪色和着色动力学过程可以分为三个阶段:Ⅰ,初始阶段;Ⅱ,中间阶段;Ⅲ,最后阶段。主要的褪色和着色过程在前两个阶段已经完成,且褪色和着色速率都是先快后慢,最后变得更慢,速率常数可由第二阶段的线性回归曲线得到。