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Electrochromic Niobium Oxide Nanorods
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2019-12-31 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b04061 Gary K. Ong 1 , Camila A. Saez Cabezas 1 , Manuel N. Dominguez 1, 2 , Susanne Linn Skjærvø 1, 3 , Sungyeon Heo 1 , Delia J. Milliron 1
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2019-12-31 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b04061 Gary K. Ong 1 , Camila A. Saez Cabezas 1 , Manuel N. Dominguez 1, 2 , Susanne Linn Skjærvø 1, 3 , Sungyeon Heo 1 , Delia J. Milliron 1
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Niobium oxide (Nb2O5) is an interesting active material for technologies ranging from catalysis and sensors to energy storage and electrochromic devices owing to its unique optical, electronic, and electrochemical properties. These properties vary between different phases and morphologies in the Nb2O5 system, but systematic studies that correlate properties to phase and morphology are limited by current synthetic methods, which require postsynthetic high temperature treatments and suffer from a lack of direct and precise control over morphology, crystal structure, and stoichiometry. Here, we report a heat-up colloidal synthesis method that produces orthorhombic Nb2O5 nanorods 1 nm in width by 31 nm in length that preferentially grow along the [001] direction. The synthesis is based on aminolysis of niobium oleate in octadecene, and nanorods are formed through three distinct steps: aminolysis-driven formation of niobium oxo clusters, condensation into amorphous Nb2O5 seeds below the reaction temperature (240 °C, under atmospheric pressure), and crystallization and growth of Nb2O5 nanorods. We investigated the electrochromic behavior of nanorod thin films upon Li+ intercalation and observed predominantly near-infrared coloration, fast switching kinetics, and durability for at least 500 charge–discharge cycles.
中文翻译：
电致变色氧化铌纳米棒
氧化铌（Nb 2 O 5）由于其独特的光学，电子和电化学特性，是从催化和传感器到能量存储和电致变色设备等技术的一种有趣的活性材料。这些性质在Nb 2 O 5系统中的不同相和形态之间会有所不同，但将性质与相和形态相关联的系统研究受到当前合成方法的限制，这些方法需要后期合成高温处理，并且缺乏直接和精确的控制形态，晶体结构和化学计量。在这里，我们报道一种产生正交晶态Nb 2 O 5的加热胶体合成方法纳米棒的宽度为1 nm，长度为31 nm，优先沿[001]方向生长。合成基于十八碳烯酸铌的氨基分解，纳米棒通过三个不同的步骤形成：氨解驱动的铌氧簇的形成，在低于反应温度（240°C，在大气压下）下凝结成无定形的Nb 2 O 5晶种），以及Nb 2 O 5纳米棒的结晶和生长。我们研究了Li +嵌入后纳米棒薄膜的电致变色行为，观察到主要是近红外着色，快速切换动力学和至少500次充放电循环的耐久性。
更新日期：2019-12-31
中文翻译：
电致变色氧化铌纳米棒
氧化铌（Nb 2 O 5）由于其独特的光学，电子和电化学特性，是从催化和传感器到能量存储和电致变色设备等技术的一种有趣的活性材料。这些性质在Nb 2 O 5系统中的不同相和形态之间会有所不同，但将性质与相和形态相关联的系统研究受到当前合成方法的限制，这些方法需要后期合成高温处理，并且缺乏直接和精确的控制形态，晶体结构和化学计量。在这里，我们报道一种产生正交晶态Nb 2 O 5的加热胶体合成方法纳米棒的宽度为1 nm，长度为31 nm，优先沿[001]方向生长。合成基于十八碳烯酸铌的氨基分解，纳米棒通过三个不同的步骤形成：氨解驱动的铌氧簇的形成，在低于反应温度（240°C，在大气压下）下凝结成无定形的Nb 2 O 5晶种），以及Nb 2 O 5纳米棒的结晶和生长。我们研究了Li +嵌入后纳米棒薄膜的电致变色行为，观察到主要是近红外着色，快速切换动力学和至少500次充放电循环的耐久性。
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