随着社会工业和经济的发展,当今急需解决环境污染和能源利用问题,开发节能环保材料是有效方法之一。电致变色材料作为一种节能材料应用前景广阔,电致变色智能玻璃可以应用于建筑、汽车、飞机等交通工具上,也能用于防眩后视镜、显示器件等,甚至用于飞行器及军事材料中。氧化钨电致变色材料性能优异、成本较低、研究最为广泛。本文研究了三种不同的钨源与溶剂、表面活性剂、不同的水热时间等在导电玻璃表面生长氧化钨薄膜的简易方法,水热法成本低、操作简便。由比表面积大和结构稳定的纳米结构薄膜组成的电致变色器件会表现出比较好的电致变色性能。本实验制备了氧化钨纳米片,纳米网状多孔结构,纳米片状多孔结构,纳米棒阵列等氧化钨薄膜。研究了不同溶剂和表面活性剂等对氧化钨形貌的影响,用XRD、SEM、及TEM表征了所制备的氧化钨纳米片和纳米块的形貌及结构。并对组装成的器件进行了透过率和响应时间等电致变色性能测试。结果表明,纳米片多孔结构、纳米网状结构和纳米棒阵列电致变色性能良好。(1)采用钨酸作为钨源,利用简单的水热方法直接在FTO导电玻璃表面生长氧化钨薄膜,主要得到纳米片状结构和纳米块状结构,纳米片的厚度大约为5-10nm,采用两电极测试了氧化钨电致变色器件的性能,分别在-2 V着色和1.7 V褪色。器件在着色态和褪色态颜色都比较均匀,整体可逆性较好。纳米片电致变色器件的透过率曲线在400-800 nm波长范围内进行了测试,可得到纳米片器件在750 nm处的透过率调制幅度为40%,高于纳米块的30%。根据响应时间,可以计算出电致变色器件的着色和褪色时间。纳米片电致变色器件透过率随时间的变化性能测试采用多电位阶跃法,着色和褪色时间是以薄膜在750 nm处完全达到着色态和褪色态的透射率改变值到达90%所需要的时间。通过计算,制备的氧化钨纳米片器件的褪色响应时间约为12 s,着色响应时间为28 s。(2)用WCl6作为钨源,分别在乙醇、四氢呋喃的两种混合溶液中,利用溶剂热法在制备有晶种层的FTO导电玻璃表面生长了水合氧化钨薄膜,之后煅烧得到氧化钨薄膜,并组装成电致变色器件。分别生成了多孔的网状的结构,纳米片状的多孔结构,纳米薄片的尺寸约为200-300 nm。还有纳米块和一些纳米线串联的结构。以1 M Li Cl O4的碳酸丙烯酯溶液为电解质,测试组装的电致变色器件性能。网状多孔结构和纳米片多孔结构可以增大比表面积,有利于Li+的注入抽出,表现出比较好的性能。纳米网状结构器件的透过率达到了65%,纳米片状结构器件的透过率达到了55%。根据数据计算得到纳米网状结构器件着色态响应时间为15 s,褪色态响应时间为12 s,纳米片状结构器件的响应时间为着色态22 s和褪色态14 s。(3)采用直接水热法,利用钨酸铵为钨源,在FTO导电玻璃表面上直接生长了WO3·0.33H2O薄膜,讨论了其在不同的水热时间下和不同盐酸浓度下的生长过程,并组装了电致变色器件测试了性能。通过扫描电子显微镜观察到氧化钨为纳米立方体棒状阵列结构,垂直生长于FTO玻璃表面,纳米棒的直径大约为10 nm。器件的最大透过率在700 nm处取得,调制幅度为40%,其响应时间计算可知,褪色态响应时间为10 s,着色态响应时间为18 s。