掺钼离子的TiO2的电致变色性能

《New Journal of Chemistry》：Electrochromic properties of TiO2 doped with molybdenum ions

Mo-TiO?纳米粒子在电致变色中的应用研究显示，当Mo?+含量为5.0 mol%时制备的薄膜在FTO基板上性能最佳。LiClO?/PC电解液中，Mo-TiO?电极在-1.0 V即可实现72.7%±1.5%的可见光区透光率变化，优于未掺杂TiO?电极。研究证实掺杂Mo的TiO?在电致变色领域具有显著优势。

　　

我们之前报道了一种新型的光致变色现象，这种现象发生在掺有钼离子（Mo⁶⁺）的水基TiO₂胶体溶液中。在紫外光照射下，通过光生电子的反应，TiO₂中的Mo⁵⁺被氧化为Mo⁶⁺，导致溶液的颜色从无色透明变为灰色，最终变为黑色。然而，这种光致变色过程的一个缺点是漂白速度较慢。在这项研究中，我们研究了Mo-TiO₂的电致变色性能，以克服这一缺点，因为通过改变电位，Mo⁵⁺向Mo⁶⁺的氧化反应可以快速发生。当Mo⁶⁺的浓度从1.1%增加到5.0%时，获得透明TiO₂胶体溶液所需的时间变长，研究发现5.0%的Mo⁶⁺浓度是最适合在氟掺杂的氧化锡玻璃上制备电致变色薄膜的。在四丁基铵高氯酸盐/碳酸丙烯酯（PC）电解质中，观察到了Mo-TiO₂电极的电致变色现象，而未掺杂的TiO₂电极则没有出现颜色变化。在LiClO₄/PC电解质中，当施加的电位（E）低于约-1.5 V（相对于Ag/AgCl）时，两种电极都出现了明显的颜色变化，此时电流受Li⁺扩散的控制。在TiO₂电极上，当电位E ≥ -1.4 V时没有颜色变化；而在Mo-TiO₂电极上，即使在-1.0 V时也出现了颜色变化，其在400–800纳米可见光范围内的透射率为72.7 ± 1.5%。在-1.8 V时，Mo-TiO₂和TiO₂电极的透射率分别为6.7 ± 3.2%和47.6 ± 7.7%。这些结果表明，Mo-TiO₂电极在电致变色应用中优于TiO₂电极。