Electrochromic Property of the WO3/PANI Core-Shell Inverse Opal Structure Film

doi:10.7503/cjcu20210131

Abstract

Abstract:

A conductive polymer polyaniline（PANI） layer was introduced on the surface of the inverse opal structure tungsten trioxide（IO-WO₃） film by the successive ionic layer adsorption and reaction， then a unique core-shell inverse opal structure WO₃/PANI（IO-WO₃/PANI） film was fabricated. The morphology， composition， and electrochemical behavior of the IO-WO₃/PANI film were studied and compared with the IO-WO₃ film. When the potential scan ranged from -0.6 V to 1.0 V， the IO-WO₃/PANI composite film showed different colors under different voltage states， namely blue（1.0 V）， green（0.2 V）， light green（0 V） and blue-violet （-0.6 V）. Compared with the IO-WO₃ film， the electrochromic performance of the IO-WO₃/PANI film is signi-ficantly improved. The coloring and fading response times are 3.8 and 6.14 s， respectively， and the color change efficiency（CE） value is 201.1 cm²/C. The improvement of electrochromic performance is mainly attri- buted to the formation of the donor-acceptor system and the hierarchically porous structure in the core-shell inverse opal， which enable rapid ion diffusion and provide a larger surface area for charge transfer reactions. The results show that the IO-WO₃/PANI core-shell inverse opal film is a potential multicolor electrochromic material and has broad application prospects in the future.

Key words: WO₃, Multicolor electrochromic, Inverse opal structure, Organic/inorganic hybrid material

CLC Number:

O614

TrendMD:

JIANG Liqi, WEI Ke, WANG Lang, XIAO Houdi, YANG Jiuxiang, HU Zhiyi, LIU Jing, LI Yu, LYU Mingyun, SU Baolian. Electrochromic Property of the WO₃/PANI Core-Shell Inverse Opal Structure Film[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(9): 2996.

Figures/Tables 11

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Sample	Preparation method	Response time/s		CE/（cm²·C^-1）	Ref.
Sample	Preparation method	Coloring	Bleaching	CE/（cm²·C^-1）	Ref.
One layer IO?WO₃ film	Langmuir?Blodgett method	9.6	9.6	75.73	［34］
WO₃ crystalline nanoparticles	Electro?deposition	9	15	51	［35］
Amorphous porous WO₃ film	Magnetron sputtering	19	6	129.1	［36］
WO₃·H₂O nanosheets	Hydrothermal	10.1	6.1	42.6	［37］
MoO₃?WO₃ film	Sol?gel method	36	32	146.95	［38］
WO₃ nanorods	Sol?gel method	4.5	1.2	─	［39］
Mo?doped WO₃ nanoparticles	Solvothermal method	6.3	3.9	107.2	［40］
IO?WO₃film	Hard template method	8.5	14.7	181.7	This wok
IO?WO₃/PANI film	SILAR	3.8	6.14	201.1	This wok

Sample	Preparation method	Response time/s		CE/（cm²·C^-1）	Ref.
Sample	Preparation method	Coloring	Bleaching	CE/（cm²·C^-1）	Ref.
One layer IO?WO₃ film	Langmuir?Blodgett method	9.6	9.6	75.73	［34］
WO₃ crystalline nanoparticles	Electro?deposition	9	15	51	［35］
Amorphous porous WO₃ film	Magnetron sputtering	19	6	129.1	［36］
WO₃·H₂O nanosheets	Hydrothermal	10.1	6.1	42.6	［37］
MoO₃?WO₃ film	Sol?gel method	36	32	146.95	［38］
WO₃ nanorods	Sol?gel method	4.5	1.2	─	［39］
Mo?doped WO₃ nanoparticles	Solvothermal method	6.3	3.9	107.2	［40］
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Electrochromic Property of the WO₃/PANI Core-Shell Inverse Opal Structure Film

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