[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

本發明屬于有機?無機雜化材料合成技術領域，具體涉及一種具有快速響應時間和寬響應范圍的雜化光致變色材料及其制備方法，通過對缺電子的多吡啶單元、富電子的有機膦酸以及鋅源的組裝研究，制備出一例性能優異的雜化光致變色材料，該光致變色材料為3D層柱狀結構，其中有機膦酸連接Zn²⁺形成2D層，TPT作為柱，這種[?ED?EA?ED?EA?]的排列方式有助于實現光致變色，而且該化合物具有寬的光響應范圍，裸眼可見的顏色變化，在特定波長范圍內極短的響應時間，以及光照時長壽命的電荷分離態；其制備工藝簡單，原理科學，原料易得，成本低，環境友好，制備的光致變色材料光響應范圍寬，響應時間短。

技術領域：

本發明屬于有機-無機雜化材料合成技術領域，具體涉及一種具有快速響應時間和寬響應范圍的雜化光致變色材料及其制備方法。

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會發生變化，從而導致其對光的吸收峰值即顏色的相應改變，且這種改變一般是可逆的。光致變色材料具有在兩個顏色、電子/分子結構不同的兩個穩態之間可逆切換的特點，已用于油墨、化妝品、眼鏡、汽車等行業，并在分子開關、射線檢測、光限束、生物成像、生物活性控制、液晶形貌控制、分子機器等多個方面表現出廣闊的應用前景。無機-有機雜化光致變色材料(以下簡稱為雜化光致變色材料)是研究最多的系統之一。雜化光致變色材料不僅能夠保持或改善各組分特征，而且還能根據各組分間的協同作用產生新性能。盡管雜化光致變色材料的研究已取得諸多進展，例如201110257499.0公開了一種無機/有機雜化光致變色材料及其制備方法與應用，涉及芐基紫精氯化鉍類無機/有機雜化光致變色化合物的合成方法與應用，芐基紫精氯化鉍類無機/有機雜化光致變色化合物具有優良的光致變色性能，在紫外和可見光照射下，變色快，加熱或放在暗室，退色也快，該材料可應用在光信息存儲、防護裝飾、防偽與鑒偽、保密、光開關器件、光信息轉換器，防輻射用的光致變色太陽鏡片、膜片材料等領域；但設計和合成基于非光致變色組分的雜化光致變色材料，特別是具有快速光效應的雜化光致變色材料，仍然極具挑戰性。

在構筑雜化光致變色材料的諸多策略中，向合適的金屬-有機配合物(metal-organic complexes,MOCs)體系中引入電子受體(electron acceptor,EA)和電子給體(electron donor,ED)至關重要，研究表明基于二吡啶衍生物的MOCs往往具有光致變色特征，如基于甲基紫精(MV²⁺)(或MV²⁺衍生物)的金屬磷酸鹽框架和金屬有機骨架(MOFs)，而且考慮到無機PO₄^3-(或HPO₃^2-)和有機膦酸(RPO₃^2-)的相似性，以及金屬膦酸骨架的結構多樣性及豐富的主客體化學，將多吡啶單元引入金屬膦酸體系有望獲得新型雜化光致變色材料。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，設計提供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，基于晶體工程策略及分子層面的設計(ED與EA的優化組合)，以光致變色功能為導向，向富電子的金屬-羥基乙叉二膦酸(1-hydroxyethylidenediphosphonate,[CH₃C(OH)(PO₃)₂],HEDP)體系引入缺電子的吡啶三嗪(2,4,6-tri(4-pyridyl)-1,3,5-triazine,TPT)單元，通過對多吡啶單元、有機膦酸以及金屬源的組裝探究，制備優異的雜化光致變色材料，為該類材料的設計合成及應用研究提供參考。