电致变色材料在交变电场作用下,其氧化态和还原态可发生相互转化,在外观上表现为材料对光的透射、吸收与反射特性及颜色的可逆变化。因此电致变色材料广泛应用于显示器件、智能窗、无眩后视镜、军事伪装等领域。导电聚合物类电致变色材料具有响应速度快、颜色变化丰富、易加工、易进行分子设计及成本低廉等优点,从而成为最具有应用前景的电致变色材料。而如何进一步改进导电聚合物类电致变色材料的稳定性,以实现其大规模实用化是目前研究的重点之一。我们在设计并制备复合型导电聚合物电致变色材料方向上开展研究工作,期望利用有机-无机杂化的方式来进一步提高材料性能,获得具有更高性能的电致变色材料。本研究通过界面共价键复合法制备导电聚合物/碳纳米杂化电致变色材料,将聚苯胺与不同维数的碳纳米材料(碳纳米管和石墨烯)通过共价键联接,制备具有强界面相互作用的聚苯胺/碳纳米杂化电致变色材料,并组装了电致变色器件。对材料的结构,形貌和电化学性能进行表征,对器件的电致变色性能进行测试,并对材料性能的增强机理进行研究。首先,我们将含苯胺基团功能化的碳纳米管引入到苯胺的聚合体系中,制备了聚苯胺/碳纳米管杂化电致变色材料,研究了不同碳纳米管添加量对杂化材料性能的影响。结果表明聚苯胺/碳纳米管杂化材料具有比纯聚苯胺更好的电致变色性能,随着碳纳米管添加量的增加,杂化材料的对比度从纯聚苯胺的0.38增加至0.47(含0.8%碳纳米管的杂化材料),响应速度也有不同程度的提高。其次,我们也制备了聚苯胺/石墨烯杂化电致变色材料,结果表明其具有与聚苯胺/碳纳米管杂化体系不同的变色特性。特别是响应速度随石墨烯含量的增加并未表现出与对比度一致的趋势,这与石墨烯的片层结构对离子传输的影响有关。最后,我们将碳纳米管和石墨烯同时与聚苯胺复合,制备出聚苯胺/石墨烯/碳纳米管杂化电致变色材料。结果表明,三元杂化体系的对比度为0.505,比纯聚苯胺高出27%,也高于单种碳纳米材料杂化体系的性能。通过对杂化材料的循环伏安特性及阻抗进行测试,我们研究了不同维数碳纳米材料对聚苯胺电致变色性能的增强机理。认为碳纳米材料从电子传导(传导)和离子传输(传质)两个方面影响聚苯胺的电致变色性能,一维的碳纳米管可同时提高传导与传质过程,而二维的石墨烯随其添加量增加会对传质过程产生负面影响。通过控制两种碳纳米材料的添加量可同时实现高传导与高传质,并最终获得具有更高性能的电致变色器件。