在水性电解质中，电极沉积的WO?·2H?O薄膜的pH调控型阳离子依赖性电致变色现象 杜若明、姚爱华

《Materials》：pH-Regulated Cation-Dependent Electrochromism of Electrodeposited WO3·2H2O Films in Aqueous Electrolytes Ruoming Du and Aihua Yao

　　

摘要

基于三氧化钨（WO₃）的水基电致变色系统因具有较高的离子导电性、低成本以及相比有机系统更佳的安全性而受到越来越多的关注。然而，电解质pH值对水合WO₃薄膜电致变色行为的影响仍不甚明了，尤其是在不同价态的阳离子系统中。在本研究中，将非晶态WO₃·2H₂O薄膜沉积在ITO基底上，并在具有不同pH值的LiCl和ZnCl₂水基电解质中进行了系统评价，同时还使用了酸性AlCl₃作为辅助的三价阳离子系统。结果表明，无论是单价阳离子系统还是二价阳离子系统，电致变色行为都明显依赖于pH值。在LiCl电解质中，尤其是在pH值为2.0的酸性条件下，系统表现出最佳的性能，包括高光调制效果和优异的循环稳定性，同时伪电容性的电荷储存行为也得到了较好保留。在ZnCl₂电解质中，pH值为1.5–2.0的薄膜比高pH值下的薄膜具有显著更好的电致变色性能，这表明其对pH值的动力学敏感性更强。实验结果与的第一性原理计算结果共同表明，电解质pH值不仅影响质子的可用性，还影响水合WO₃薄膜中依赖于阳离子的界面电荷补偿环境。