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随着全球经济的快速发展,能源与环境问题日益突出,人们迫切需要发展高效、清洁、可持续的新能源以及与能量转化和存储相关联的新技术,能源材料和储能节能器件成为当前的研究热点。电致变色/储能器件既能够对外供电,又能随自身储能状态而实时地、直观地改变颜色,反应储能状态,在电致变色智能窗、可穿戴设备及柔性显示器领域有极高应用价值。多金属氧酸盐（Polyoxometalates,POMs）,简称多酸,是由高价态的前过渡金属通过氧原子桥连结合而成的金属氧簇。POMs具有良好的氧化还原性和质子传导性、多电子储存和转移能力,是一种兼具负电势窗口与高比电容的赝电容材料;同时,POMs还是一种结构多样、性能易调控的阴极电致变色材料。因此,基于POMs的电致变色/储能双功能材料及器件非常有研究价值和应用前景,这方面的报道在国内外尚不多见。本文选取了一系列Wells-Dawson结构多金属钨酸盐,采用水热合成和层接层自组装（LbL）技术相结合的方法,构筑了三种基于多酸和二氧化钛纳米线（TiO2NW）的电致变色/储能双功能复合膜材料。探索复合材料微观结构设计及定向合成机制;探讨材料电致变色和储能的电化学机理,协调材料电致变色与储能的性能要求,研究功能材料的响应速度、光学调制范围、能量存储性能和循环稳定性的增强机制,从而为制备多功能化的电致变色-储能器件奠定理论和实验基础。主要内容如下:1.制备了缺位型多金属钨酸盐K10P2W17O61·nH2O和TiO2NW复合薄膜NW-P2W17。XPS和EDS说明复合膜由P2W17和TiO2NW组成;SEM和TEM显示,在FTO导电玻璃基底上覆盖着垂直方向生长的TiO2NW,多酸纳米粒子沉积在纳米线上,NW-P2W17的厚度约为560 nm。与单纯多酸薄膜FTO-P2W17相比,构筑在TiO2NW上的复合膜具有较大的光反差（33.5%）、较高的着色效率(600 nm处150.34 cm2 C-1)和良好的循环稳定性（电致变色/储能均可达到1000圈）。在电流密度0.14 m A cm-2、工作电压窗口1.77 V时,NW-P2W17的体积电容可达到172.3 F cm-3。2.制备了铈夹心型多金属钨酸盐K17[Ce(P2W17O61)2]·n H2O和TiO2NW的复合薄膜NW-(P2W17)2Ce。NW-(P2W17)2Ce具有与NW-P2W17类似的微观结构。与单纯多酸薄膜FTO-(P2W17)2Ce相比,复合膜表现出较大的光反差（46.66%）、较高的着色效率(580 nm处84.02 cm2 C-1)和良好的循环稳定性（电致变色/储能均可达到1000圈）。在电流密度0.2 m A cm-2、工作电压窗口1.1 V时,NW-(P2W17)2Ce的体积电容可达到195 F cm-3。3.制备了单钒取代型多金属钨酸盐K7[P2W17VO62]·n H2O和TiO2NW的纳米复合薄膜NW-P2W17V。与单纯多酸薄膜FTO-P2W17V相比,复合膜表现出较大的光反差（38.32%）、较高的着色效率(580 nm处116.51 cm2 C-1)和良好的循环稳定性（电致变色/储能均可达到1000圈）。在电流密度0.2 m A cm-2、工作电压窗口1.1 V时,NW-P2W17V的体积电容可达到297.1 F cm-3。4.以NW-P2W17V复合膜修饰电极为负极,空白FTO导电玻璃为正极,LiClO4/PC为电解质,组装了一个电致变色/储能装置。在充电过程中,该装置可由最初的无色,逐渐变为深蓝色,实现了储能状态可视化;此双功能器件可使LED灯变亮20 s。以上研究结果表明,与单纯多酸薄膜相比,纳米复合薄膜均具有明显增强的电致变色/储能性能。这些优异的电化学性能源自TiO2NW独特的三维结构,使得多酸在层接层自组装时避免了堆积和聚集,提高了膜材料的比表面积,增加了氧化还原反应过程中活性位点数量,缩短了离子扩散路径,加速了电解质离子的插入/抽出速度,从而提高了多酸材料的电化学性能;此外,POMs和TiO2NW都是阴极电致变色材料,可产生协同作用,使得电致变色性能显著提高。本研究为多酸基电致变色-储能多功能材料和器件的发展提供了有价值的理论和实验基础。