[發明專利]一種具有快速響應時間和寬響應范圍的光致變色材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810665602.7
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108690056B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 韓松德;王國明;劉會巒;馬玉娟
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C07F3/06
• 分類號: C07F3/06;C09K9/02
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

1.一種具有快速響應時間和寬響應范圍的光致變色材料的制備方法，其特征在于具體制備過程為：

(1) 將1 mmol氧化鋅、0.6~2.4 mmol羥基乙叉二膦酸以及1.5 mmol草酸或4 mmol氟化鋰加入到聚四氟乙烯為襯里的不銹鋼反應釜中用5 mL 水溶解，邊攪拌邊加入0.05 g TPT；

(2) 充分攪拌后，將裝有反應液的20mL不銹鋼反應釜密封，在145°C的烘箱中晶化7天得到結晶性良好的棒狀無色晶體；

(3) 將步驟(2)所得棒狀無色晶體依次經去離子水洗滌、抽濾，并在室溫下干燥，即制備得到有機-無機雜化光致變色晶體，其分子式為[Zn₃(H-HEDP)₂(TPT)₂(H₂O)]·(H₂O)，分子量為1262.92，三斜晶系，空間群Pī，單胞參數為a = 10.9781(10) ?，b = 14.0982(11) ?，c= 16.9572(13) ?，α = 105.647(7)°，β = 108.800(8)°，γ = 100.832(7)°，V = 2281.1(4) ?³，Z = 2，其中H-HEDP為帶有三個負電荷的羥基乙叉二膦酸鹽，TPT為吡啶三嗪；該光致變色材料具有X射線、紫外線到太陽光寬響應范圍；制備的光致變色材料具有3D層柱狀結構，其不對稱單元含有三個Zn²⁺，兩個有機膦酸配體，兩個TPT單元，一個配位水分子和一個游離水分子，Zn²⁺呈現四面體構型和三角雙錐構型兩種配位模式，Zn(1)²⁺/Zn(3)²⁺的配位模式為[ZnNO₃]四面體，其中O原子來自有機膦酸，N原子來自TPT；Zn(2)²⁺與來自TPT的一個N原子以及來自配位水和有機膦酸的四個O原子形成三角雙錐構型；TPT具有端基配位和橋連配位兩種配位模式，有機膦酸呈現兩種橋連模式：第一種是以η¹:η¹:η¹:η¹:η¹:η⁰:η⁰:μ₅-模式橋連五個Zn²⁺；第二種是以η¹:η¹:η⁰:η¹:η¹:η⁰:η⁰:μ₄-模式橋連四個Zn²⁺；有機膦酸橋連螯合Zn²⁺形成直徑為21.387?×10.435?的20元環(20-MR)；20元環構筑單元進一步連接形成2D層，端基TPT配體通過與層內Zn²⁺配位修飾2D層，橋連TPT配體通過與層間Zn²⁺配位形成最終的3D層柱結構；客體水分子通過氫鍵與3D主體框架相互作用；從結構拓撲學角度看，Zn(1)²⁺簡化為4-連接節點，Zn(2)²⁺和Zn(3)²⁺簡化為3-連接節點，TPT簡化為連接層間Zn²⁺的短線，整個框架看作一個(3,4)-連接的三節點網格，表示為(3-c)₃(4-c)，相應點群符號為(4·12²)(4·6·10⁴)(4·6·8)₂。