[發(fā)明專利]一種自組裝Ni-MOFs電致變色二維碼器件的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711392753.1
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108017789B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏志;李然;李耀剛;張青紅;侯成義
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K9/02
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá);魏峯

本發(fā)明涉及一種自組裝Ni?MOFs電致變色二維碼器件的制備方法，包括：將1，4，5，8?萘四甲酸酐和5?氨基?2?羥基苯甲酸于甲苯中得酸酐配體；將配體溶于DMF得溶液A；將鎳鹽溶于乙醇得溶液B；將預(yù)處理的FTO玻璃經(jīng)紫外臭氧照射，依次置于溶液A、乙醇、溶液B和乙醇中自組裝，循環(huán)操作，得表面附著Ni?MOFs薄膜的FTO電極；激光刻蝕成顯示二維碼圖案的工作電極，以另一塊FTO玻璃為對電極，注入凝膠電解質(zhì)，封裝即得。本法實(shí)現(xiàn)了對Ni?MOFs薄膜的可控制備，制得的二維碼器件當(dāng)施加正負(fù)電壓時(shí)可以在顯示和隱藏之間切換，同時(shí)還具有良好的電致變色性能，在物聯(lián)網(wǎng)、智能可穿戴等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電致變色器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自組裝Ni-MOFs電致變色二維碼器件的制備方法。

背景技術(shù)

作為引爆物聯(lián)網(wǎng)格局十大技術(shù)之一，二維碼是用某種特定的幾何圖形、按一定的規(guī)律在平面分布的黑白相間的圖形上記錄數(shù)據(jù)符號信息的應(yīng)用技術(shù)。二維碼使用若干與二進(jìn)制0和1相對應(yīng)的幾何形體在橫向和縱向兩個(gè)方位同時(shí)表達(dá)信息，在很小的面積內(nèi)表達(dá)大量的信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。但是目前市面上二維碼一旦打印便無法改變和隱藏，這將大大降低其數(shù)據(jù)表達(dá)的連續(xù)性和安全性，因此，可以人為編輯改變的智能二維碼器件是未來的發(fā)展方向。但是，傳統(tǒng)液晶顯示屏在維持圖像時(shí)需要消耗大量的電能，大大限制了智能二維碼領(lǐng)域的發(fā)展。而電致變色材料只需要變色過程消耗電能，且具有極高的光學(xué)記憶性，為智能二維碼提供了新的解決途徑。

電致變色是指材料在外加電場或電流作用下所引起的顏色和透明度的可逆變化。電致變色材料按照物質(zhì)的狀態(tài)則可分為：薄膜型(固體)、析出型(固體和液體相互轉(zhuǎn)化)和非析出型(溶液)。按材料類型可分為無機(jī)，如WO₃、NiO、TiO₂等和有機(jī)，如紫羅精、PANI、PEDOT、PPy等電致變色材料兩大類。

金屬有機(jī)框架化合物MOFs為一種新型電致變色材料，它優(yōu)異的電致變色性能逐漸被人們發(fā)現(xiàn)。但是目前MOFs的合成大多為水熱法，對設(shè)備和基底有較高的要求，因此，在較低溫度下，通過金屬離子和配體之間的共價(jià)鍵層層自組裝制備MOFs薄膜，對其工業(yè)化及大規(guī)模生產(chǎn)具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自組裝Ni-MOFs電致變色二維碼器件的制備方法，此方法制備工藝簡單，成本低，能實(shí)現(xiàn)二維碼的智能顯示與網(wǎng)絡(luò)互交。

本發(fā)明的一種自組裝Ni-MOFs電致變色二維碼器件的制備方法，包括：

(1)將1，4，5，8-萘四甲酸酐和5-氨基-2-羥基苯甲酸溶于甲苯中反應(yīng)，經(jīng)過濾，洗滌，干燥得到萘四甲酸酐基配體；其中1，4，5，8-萘四甲酸酐、5-氨基-2-羥基苯甲酸、甲苯的用量比為0.5～3mol:1mol:50～100mL；

(2)將步驟(1)得到的萘四甲酸酐基配體溶于DMF得到溶液A；同時(shí)將鎳鹽溶于乙醇得到溶液B；將預(yù)處理后的FTO玻璃經(jīng)紫外臭氧照射，依次置于溶液A、乙醇、溶液B和乙醇中進(jìn)行自組裝，循環(huán)操作，真空干燥，得到表面附著有自組裝Ni-MOFs薄膜的FTO電極；其中溶液A中萘四甲酸酐基配體的濃度為0.001～1mol/L，溶液B中鎳鹽的濃度為0.001～5mol/L；

(3)將步驟(2)得到的FTO電極置于激光雕刻機(jī)中刻蝕成顯示預(yù)設(shè)二維碼圖案的電致變色工作電極，以另一塊預(yù)處理后的FTO玻璃作為對電極，將凝膠電解質(zhì)注入到工作電極和對電極之間，封裝，得到自組裝Ni-MOFs電致變色二維碼器件。

所述步驟(1)中反應(yīng)的工藝參數(shù)為：反應(yīng)溫度為80～200℃，反應(yīng)時(shí)間為4～24h。

所述步驟(1)中洗滌的工藝條件為：采用1～5mol/L鹽酸進(jìn)行洗滌。

所述步驟(2)中的鎳鹽為氯化鎳、硝酸鎳或硫酸鎳。