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随着化石能源的枯竭与日益加剧的环境问题，节能减排成为了当今世界所关注的主题。电致变色智能玻璃具有低功耗，主动调控太阳辐射等优势，在建筑节能领域极具应用潜力。然而大面积电致变色智能窗商业化并不成熟，以磁控溅射等物理沉积法制备的薄膜成本高，光调制幅度小，响应慢。二维材料极薄的厚度使其具有高比表面积，短离子扩散距离，可提升电致变色性能。同时，二维材料自身可堆叠形成薄膜，较大的横向尺寸使其对衬底的附着力强。进一步地，将二维形貌的电致变色材料制成墨水，通过基于液相加工的印刷电子技术可低成本高效制备薄膜。为此，本文围绕氧化钨纳米片及其高分散墨水的制备展开研究，具体结果如下：
(1)通过熔盐法制备钠离子插层型氧化钨(Na2W4O13)纳米片。该方法以低熔点的硝酸钠作为反应介质，加入水合钨酸铵作为前驱物，可在数分钟内快速合成大量Na2W4O13纳米片。XRD、SEM、AFM等表征结果显示，Na2W4O13纳米片具有良好的二维形貌与结晶性，其厚度约为3.8nm。
(2)通过锂离子交换法对Na2W4O13纳米片进行改性，制备LixNa2-xW4O13纳米片水系墨水。LixNa2-xW4O13纳米片在水中分散性地提升源于其双电层效应的增强，随着离子交换时间延长，材料中Na与W的原子比由0.46降至0.19，其zeta-电位由-42mV降至-55mV。密度泛函理论计算结果表明，锂离子交换过程符合能量规律，Li2W4O13结构(100)、(001)、(011)及(011?)晶面在水中的界面能均小于Na2W4O13结构，更易分散于水中。
(3)利用LixNa2-xW4O13纳米片水系墨水，通过喷涂制备LixNa2-xW4O13纳米片薄膜。LixNa2-xW4O13纳米片薄膜具有快速的电致变色响应，其在550nm处的着色/褪色响应时间为10.1s/1.6s，着色效率25.2cm2/C。组装的LixNa2-xW4O13-普鲁士白(PW)互补型电致变色器件(2×2.5cm2)具有高光调制幅度，550nm处的着色/褪色响应时间为2s/1.4s，着色效率为67.2cm2/C，可连续稳定循环超1000次。进一步地，本文演示了LixNa2-xW4O13纳米片水系墨水在制备柔性、大面积电致变色器件的潜力。
(1)通过熔盐法制备钠离子插层型氧化钨(Na2W4O13)纳米片。该方法以低熔点的硝酸钠作为反应介质，加入水合钨酸铵作为前驱物，可在数分钟内快速合成大量Na2W4O13纳米片。XRD、SEM、AFM等表征结果显示，Na2W4O13纳米片具有良好的二维形貌与结晶性，其厚度约为3.8nm。
(2)通过锂离子交换法对Na2W4O13纳米片进行改性，制备LixNa2-xW4O13纳米片水系墨水。LixNa2-xW4O13纳米片在水中分散性地提升源于其双电层效应的增强，随着离子交换时间延长，材料中Na与W的原子比由0.46降至0.19，其zeta-电位由-42mV降至-55mV。密度泛函理论计算结果表明，锂离子交换过程符合能量规律，Li2W4O13结构(100)、(001)、(011)及(011?)晶面在水中的界面能均小于Na2W4O13结构，更易分散于水中。
(3)利用LixNa2-xW4O13纳米片水系墨水，通过喷涂制备LixNa2-xW4O13纳米片薄膜。LixNa2-xW4O13纳米片薄膜具有快速的电致变色响应，其在550nm处的着色/褪色响应时间为10.1s/1.6s，着色效率25.2cm2/C。组装的LixNa2-xW4O13-普鲁士白(PW)互补型电致变色器件(2×2.5cm2)具有高光调制幅度，550nm处的着色/褪色响应时间为2s/1.4s，着色效率为67.2cm2/C，可连续稳定循环超1000次。进一步地，本文演示了LixNa2-xW4O13纳米片水系墨水在制备柔性、大面积电致变色器件的潜力。