[發明專利]一種光致變色復合材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710357811.0
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107312518B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 宗小林
• 申請（專利權）人: 嘉善君圓新材料科技有限公司
• 主分類號: C09K9/00
• 分類號: C09K9/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 姚海波

本發明提供一種光致變色復合材料的制備方法，其包括：(1)提供一介孔材料，在介孔材料的介孔通道中生成納米金屬氧化物；(2)加入銀鹽溶液，使銀鹽填充于所述介孔材料的介孔通道內；(3)將填充有銀鹽的介孔材料與鹵化物或者鹵素單質進行反應生成納米鹵化銀，在這一反應中以納米金屬氧化物為晶核而使納米鹵化銀與納米金屬氧化物緊密結合并附于納米金屬氧化物的表面；(4)對步驟(3)得到的介孔材料的介孔通道進行封閉和堵塞，得到光致變色復合材料。本發明還提供一種光致變色復合材料及其應用。

技術領域

本發明涉及一種光致變色復合材料、其制備方法及其應用。

背景技術

光致變色是指某些化合物在一定的波長和強度的光作用下分子結構發生變化，產生著色(生成色心)，從而導致其對光的吸收或折射、散射性能的相應改變，且這種改變一般是可逆的，即在激活輻射終止后又褪色(色心破壞)。

光致變色材料以其獨特的光感特性，廣泛地用于信息存儲、建筑用窗、眼鏡、傳感器、國防等諸多領域。

光致變色材料包括有機變色材料和無機變色材料，無機變色材料分為鹵化物和金屬氧化物。其中鹵化物主要指鹵化銀、鹵化銅、鹵化鎘晶體等。目前，典型異相型光致變色材料為光致變色玻璃，其色心是與基質玻璃不同的光敏晶相物質。其中鹵化銀光色玻璃的光致變色效果最好。鹵化銀光色玻璃的變色原理為：特定波長的光使鹵化銀分解為膠體銀和鹵素單質，膠體銀對特定波長的光產生吸收、反射和散射；當外界光照停止后，膠體銀和鹵素在催化劑的作用下復合，玻璃恢復透明。該種玻璃的制備關鍵是：鹵化銀微晶達到合適的尺度(約8nm～15nm)及密度，同時與催化劑形成緊密接觸，另外被無機玻璃材料緊密包覆，使光化學產物無法擴散甚至逸失?？赡娴墓饣瘜W反應只能在下列條件下產生，即反應產物與周圍的介質不反應，在擴散過程中不離開反應區(鹵化銀晶體)，而且不形成像照相底片感光層中生成膠體銀(Ag_n)那樣的穩定的聚集。唯有如此，才能達到最佳的變色和褪色效果。

照相工業用的鹵化銀微晶一般通過“雙注法”制備，即將硝酸銀和鹵鹽溶液分別以適宜的速度、濃度注入到適宜的保護劑中(一般為明膠)，這對制備的設備、條件控制提出了較高的要求。而有機物保護劑的存在(獲得鹵化銀適宜粒徑和保持穩定性，減少團聚)，對其與玻璃料的混合燒結會帶來不便。另外通過燒結使鹵化銀微晶與催化劑微晶形成緊密的空間結構也需要對原料和生產條件進行精密的控制，由此帶來工藝的復雜性和不確定性。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供變色、褪色響應速度較快的光致變色復合材料，該復合材料的制備方法簡單、產品品質優異、成本較低，得到的復合材料實際應用較廣。

本發明提供一種光致變色復合材料的制備方法，其包括如下步驟：

(a)提供一介孔材料，該介孔材料包括多個介孔通道；

(b)以介孔材料為模板，在所述介孔通道中生成納米金屬氧化物；

(c)向步驟(b)得到的介孔材料加入銀鹽溶液，使銀鹽填充于所述介孔材料的介孔通道內；

(d)將步驟(c)得到的填充有銀鹽的介孔材料與鹵化物或者鹵素單質進行反應生成納米鹵化銀，在這一反應中以納米金屬氧化物為晶核而使納米鹵化銀與納米金屬氧化物緊密結合并附于納米金屬氧化物的表面；

(e)對步驟(d)得到的介孔材料的介孔通道進行封閉和堵塞，在介孔通道內形成含二氧化硅的復合結構，并且該含二氧化硅的復合結構包裹納米鹵化銀與納米金屬氧化物而在所述納米鹵化銀的表面形成外殼，得到光致變色復合材料。

優選的，步驟(a)中所述介孔材料為無機或有機介孔材料，具體為硅酸鹽介孔材料、玻璃介孔材料、鋁磷酸鹽介孔材料、有機硅介孔材料、聚四氟乙烯介孔材料、聚酰亞胺介孔材料中的至少一種，所述介孔材料的介孔通道的尺寸為2納米～50納米。