PANI-WO3薄膜的電化學(xué)和電致變色性能

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 PANI-WO3薄膜的電化學(xué)和電致變色性能進(jìn)行了研究，圖5.11所示的是PANI-W03薄膜，WO3薄膜和S-PANI薄膜在0.5 M H2SO4溶液中的循環(huán)伏安曲線，掃描速率為50mVs1oPANI-W03薄膜含有PANI的特征氧化還原峰(A/A', B/B’和C/C' )，同時(shí)含有W 03薄膜的特征氧化還原峰(D/D' )。其中A/A.和C/C’分別對(duì)應(yīng)于還原聚苯胺堿(Leucoemeraldine, LB)與翠綠亞胺鹽( Emeraldine salt,ES )，翠綠亞胺堿(Emeraldine base,EB)與聚對(duì)苯亞胺( Pernigraniline)之間的變化，有如下關(guān)系:

LB<——>ES:PANT+nS04- < ——>(PANIn+)(SO4-)n+ne-

ES<——>EB:(PANIn+)(SO4-)n<——>PANI+nS04-+nH+

另外一對(duì)較小的峰B/B'，是由于生成了過氧化產(chǎn)物。復(fù)合薄膜的氧化峰位電壓比PANI明顯減小，這是由于n型半導(dǎo)體W03和P型的PANI之間形成了施主-受主系統(tǒng)， WOs的價(jià)帶(VB)和導(dǎo)帶(CB)與PANI的最高被占分子軌道(HOMO)和最低未占分子軌道(LUMO)的關(guān)系如圖5.12所示，這一體系與PANI-Ti02相類似。在PANI-W03復(fù)合薄膜中，WO3導(dǎo)帶上的電子具有足夠負(fù)的電勢使PANI從綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色。在循環(huán)伏安電壓掃描過程中，復(fù)合薄膜顏色變化為:從紫色——綠色(> 0.25 V )，綠色——淡黃色(-0.2 V至0.25 V )，深藍(lán)色(< -0.2 V )，顯示出多色變化的特性(圖5.13 )。復(fù)合薄膜和S-PANI在各個(gè)電壓下的透過光譜如圖5.14所示。施加0.8 V電壓的薄膜在700 nm處有一個(gè)吸收帶，是Emeraldine base態(tài)聚苯胺中醌環(huán)的π-π*轉(zhuǎn)變的典型吸收。PANI-W03-2復(fù)合薄膜在0.8V至—0.2V之間的光譜透過率與S-PANI相似，因?yàn)檫@期間薄膜的電致變色主要由其中的PANI提供。而當(dāng)電壓降至一0.5  V時(shí)，薄膜的透過光譜發(fā)生了劇變，顯示出深藍(lán)色，這是由于薄膜中的W03成分在電致變色反應(yīng)中起主要作用。WO3是一種陰極致色材料，而PANI則是陽極致色材料，但是WO3與PANI的復(fù)合材料并沒有將二者的電致變色相抵消，而是出現(xiàn)了雙重致色現(xiàn)象，這主要是由于WO3的著色態(tài)和PANI的褪色態(tài)所處的電壓并不完全重疊，反之亦然，如圖5.15所示。

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