铯钨青铜

简介

铯钨青铜（CsxWO₃）是一类非化学计量比、具有氧八面体特殊结构的功能化合物，具有低 电阻率和低温超导性能。近几年又发现，CsxWO₃薄膜具有良好的近红外遮蔽性能，有望 取代现有的ITO导电玻璃，作为窗户材料，可作为良好的近红外隔热材料使用，在汽车和建筑领域具有十分诱人的应用前景。

制备

柠檬酸诱导水热合成法
根据CsxWO₃（0 < x < 0.33）的化学式，CsxWO₃体系中钨的价态处于还原态，而且随着铯离子的增多，低价钨离子增多，这就说明CsxWO₃合成时需要一定的还原气氛，并且随着铯离子掺入量的增多，对还原气氛还原性的要求就越高。 柠檬酸诱导水热合成法中，以柠檬酸和乙醇作为还原气氛，柠檬酸和乙醇中的羧基或羟基，在较高温度和压强中，能被氧化为二氧化碳或羧基，同时W6+ 被还原为W4+或W5+，铯离子掺入钨青铜结构，生成CsxWO₃。具体步骤如下：
1.制备CsxWO₃粉体
A 以分析纯钨酸钠Na₂WO₄·2H₂O 为原料，配制浓度为0.5 mol/L 的钨酸钠溶液。
B 通过阳离子树脂交换得到钨酸溶胶，加入浓度为1 mol/L 或2 mol/L 的柠檬酸(分析纯)溶液以及浓度为0.3 mol/L 的碳酸铯Cs₂CO₃(分析纯)溶液，搅拌均匀，得到水热反应的前驱液。
C 将前驱液放入高压釜中，于190 ℃反应3 d，再经过超声水洗、醇洗、离心、烘干，最终得到CsxWO₃ 粉体。
2.制备CsxWO₃薄膜
将CsxWO₃ 粉体充分研磨后，在柠檬酸溶液中超声分散1 h，然后加入到0.1g/mL 的聚乙烯醇(PVA)溶液中，在80 ℃水浴中搅拌30 min，陈化1 d 得到待涂膜乳胶，采用浸渍提拉法在载玻片上制备CsxWO₃ 薄膜。

性能及应用

近红外遮蔽性能与隔热性能
近红外遮蔽材料一般是指具有较强吸收或反射近红外光而又不影响其可见光透过的一类功能薄膜材料，作为透明隔热材料，在绿色建筑节能和汽车玻璃隔热领域具有十分广泛的应用前景。目前已经报道的具有较强近红外吸收或反射性能的无机材料主要集中于导电氧化物，如氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)和氧化锌铝(AZO)等，这类导电氧化物薄膜一般可以遮蔽波长大于1 500 nm 的近红外光线。
铯钨青铜(CsxWO₃)具有近红外遮蔽性能是最近几年才被发现的，CsxWO₃ 薄膜可以遮蔽波长大于1 100 nm 的近红外光，玻璃表面涂覆CsxWO₃薄膜后，其近红外遮蔽性能和隔热性能随着CsxWO₃中铯含量的增加而增强，其中表面涂有CsxWO₃薄膜的玻璃隔热性能最佳，与空白玻璃相比，隔热温差可达13.5℃。因而具有更加优异的近红外遮蔽性能，有望作为智能窗在建筑和汽车玻璃隔热领域得到广泛应用。