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电致变色(EC)材料作为一种新型节能材料,由于其独特显示性质而备受关注,在智能窗、显示器、电子纸及军事伪装等诸多方面有巨大的应用潜力。导电聚合物电致变色材料(PEC)凭借其种类繁多、来源广泛、结构易修饰、加工性能好及响应速度快等优点被认为是下一代的电致变色材料。近年来,许多工作围绕着将导电聚合物与各种不同结构的纳米材料进行复合,以进一步提升所得复合材料的光电性能,因此纳米复合已成为该领域的研究热点之一。本论文以提高导电聚合物的电致变色性能为目的,通过引入不同形貌的无机半导体/有机小分子材料(二氧化钛(Ti O2)纳米棒阵列/酞菁铜(Cu Pc)纳米线)与导电聚合物进行复合,研究不同材料的纳米结构对导电聚合物EC性能的影响。论文的第一部分采用电沉积法和电化学恒电位法制备Cu Pc-聚苯胺(PANI)纳米复合薄膜。研究PANI薄膜和Cu Pc-PANI复合薄膜的电致变色性能,测试结果表明PANI薄膜在730 nm处的光学对比度为56%,褪色时间为2.9 s,着色时间为0.9 s;Cu Pc-PANI复合薄膜在730 nm处的光学对比度为58%,褪色时间为1.96 s,着色时间为1.02 s。在500个循环稳定性测试后,PANI薄膜的电化学活性降低了51.98%,而Cu Pc-PANI复合薄膜电化学活性只降低了31.29%。测试结果证实了Cu Pc纳米线的引入,改善了PANI薄膜的电化学稳定性和响应速度。与此同时,通过电化学工作站测试不同电流密度下Cu Pc-PANI复合薄膜的充放电曲线。结果表明该复合薄膜同时具有一定的赝电容性质,在电流密度为0.1m A?cm-2时,其面电容为5.4 m F?cm-2。这应该归因于复合薄膜中Cu Pc是一类优异的光电半导体材料,Cu Pc纳米线的引入增加了导电聚合物与电解质溶液的接触界面,有利于离子扩散和电荷传输,从而提升了材料的整体性能。论文的第二部分首先采用水热法在透明导电玻璃FTO上制备了Ti O2纳米棒阵列,进一步利用课题组合成的三(4-二苯胺基苯基)-六氮杂萘(TPA-HATN)通过电化学原位聚合法制备了PTPA-HATN薄膜和Ti O2-PTPA-HATN纳米核/壳复合薄膜。研究Ti O2对PTPA-HATN的电致变色性能影响,结果表明PTPA-HATN薄膜在783 nm处的光学对比度为62%,褪色时间为8.84 s,着色时间为10.95 s;而Ti O2-PTPA-HATN纳米核/壳复合薄膜在783 nm处的光学对比度为68%,褪色时间为2.83 s,着色时间为3.16 s。在400个循环稳定性测试后(停留时间为6 s),PTPA-HATN薄膜的光学对比度降为初始的1%,而Ti O2-PTPA-HATN复合薄膜的光学对比度降为初始的48%。证实了Ti O2纳米棒阵列的引入可以显著改善聚合物PTPA-HATN的电致变色性能。此外,提出复合薄膜性能改善的可能离子扩散机理,核/壳结构缩短了离子的扩散距离,增加了接触位点,进而提高导电聚合物的电致变色性能。论文的第三部分采用水热法和电化学循环伏安法相结合,在Ti O2纳米棒上电聚合三[2-(4-噻吩)苯]胺(TPAT),制备了Ti O2-PTPAT纳米核/壳复合薄膜。复合薄膜在600 nm波段下的对比度为43%,在1100 nm的对比度为79%,其褪色时间为3.35 s,着色时间为4.43 s,较PTPAT薄膜而言,复合薄膜在600 nm和1100 nm的对比度分别由28%变为43%,60%变为79%;响应时间分别提高了0.51 s,1.09 s。由此可见,二氧化钛纳米棒的引入改善了PTPAT薄膜的EC性能,归因于有序的纳米阵列结构提高了薄膜的比表面积和离子扩散速度。以CV聚合的PTPAT1薄膜和Ti O2-PTPAT1复合薄膜分别作为电致变色层;以旋涂法制备的PEDOT:PSS薄膜作为离子储存层,将两种薄膜分别与其进行组装得到电致变色器件ECD0和ECD1。并对其进行光谱电化学数据进行测试,结果表明器件ECD1具有更好的电致变色性能,在433 nm波段下器件ECD1的响应时间缩短了1.81 s,在640 nm波段下器件ECD1的光学对比度由48%变为56%,在1100 nm波段下对比度由28%变为33%,褪色时间缩短0.58 s,着色时间缩短2.69 s。由此可见,基于复合薄膜的原型器件较未复合的器件具有更好的光学对比度和响应时间,有序的二氧化钛纳米阵列结构的引入有利于器件中的离子掺杂与脱掺杂,从而改善其电致变色性能。