[發明專利]基于離子鍵和配位鍵協同構建碘銀酸鹽熱致變色材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811354705.8
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109401750B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 于探來;郭艷梅;武國興;王中慧
• 申請（專利權）人: 呂梁學院
• 主分類號: C07F1/10
• 分類號: C07F1/10;C08G83/00;C09K9/02;C07D213/127;C07D213/22
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 王典彪

本發明申請屬于無機?有機雜化材料技術領域，具體公開了一種基于離子鍵和配位鍵協同構建碘銀酸鹽熱致變色材料及其制備方法，以1,1′?亞甲基?雙(4,4′?聯吡啶)陽離子作為結構導向劑和電子受體，以富電子的碘銀酸鹽為電子給體，通過室溫溶液揮發法合成了基于離子鍵和配位鍵的碘銀酸鹽熱致變色材料。本發明主要用于顯示、傳感、防偽標識等領域，以解決鹵金屬酸鹽熱致變色材料變色不明顯的問題。

技術領域

本發明屬于無機-有機雜化材料技術領域，具體公開了一種基于離子鍵和配位鍵協同構 建碘銀酸鹽熱致變色材料及其制備方法。

背景技術

熱致變色材料由于其在示溫材料、智能材料、化學防偽以及高科技領域的應用受到廣泛 關注。目前，熱致變色材料主要分為四類：無機類、有機類、液晶類和無機-有機雜化類。 相比前三類變色材料，無機-有機雜化材料兼具無機化合物的熱穩定性、高強度和有機化合 物易于調變或加工的雙重特點，甚至能通過協同作用產生一些新的性能。因此，設計與合成 具有優異熱致變色性能的雜化材料成為了當前科學研究的熱點之一。

在電子結構可調的鹵金屬酸鹽雜化物領域，鉛碘酸鹽和鉍碘酸鹽雜化物也經常表現出熱 致變色行為，其變色歸因于熱誘導的相變行為或晶格收縮；不同于上述的變色機理，付云龍 小組在2014年報道了一類新型的鹵金屬酸鹽熱致變色材料-氰基吡啶陽離子導向的碘銀酸鹽 雜化材料，其變色源于溫度依賴的分子間的電荷轉移幾率變化。但是目前該領域仍存在以下 幾個問題：(1)分子間電荷轉移受溫度影響較小，使得現有的鹵金屬酸鹽熱致變色不明顯； (2)設計與合成策略比較單一，制備化合物均為離子型化合物，使得應用范圍變??；(3) 熱致變色材料均簡單描述其具有可逆特性，但其抗疲勞性未深入調研。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于離子鍵和配位鍵協同構建碘銀酸鹽熱致變色材料及其 制備方法，以解決鹵金屬酸鹽熱致變色材料變色不明顯的問題。

為了達到上述目的，本發明的基礎方案為：基于離子鍵和配位鍵協同構建碘銀酸鹽熱 致變色材料，以1,1′-亞甲基-雙(4,4′-聯吡啶)陽離子作為結構導向劑和電子受體，以富電 子的碘銀酸鹽陰離子為電子給體，通過室溫溶液揮發法合成了基于離子鍵和配位鍵形成的碘 銀酸鹽熱致變色材料的化合物，碘銀酸鹽熱致變色材料的化學式為[(MBP)(Ag₃I₅)]_n，其中， MBP²⁺為1,1′-亞甲基-雙(4,4′-聯吡啶)陽離子，[Ag₃I₅]_n^2n-陰離子為一維鏈狀結構，MBP²⁺的結構如下：

本基礎方案的有益效果在于：

(1)經過發明人長期實驗發現，合成具有變色明顯的鹵金屬酸鹽熱致變色材料仍是一 個挑戰，通過改變設計與和合成的策略，經過多次實驗發現了離子鍵和配位鍵協同構建的碘 銀酸鹽熱致變色材料，本發明通過離子鍵和配位鍵協同構建策略有效地提高了給受體間的電 荷轉移，使得熱致變色材料的穩定性提高，本發明的熱致變色材料明顯的顏色和在 400nm-600nm范圍內的可見吸收帶歸屬于富電子特性的碘銀酸鹽到缺電子特性的MBP²⁺陽 離子間的相互分子間電荷轉移(ICT)；

(2)本發明的熱致變色材料變色明顯(深紅色到橘色)，響應速度快(變色小于1s)，抗疲勞性好(循環大于10次)的可逆低溫熱致變色；

(3)本發明的熱致變色材料中的鍵距、鍵角和π···π堆積相互作用利于電荷轉移，使得 變色效果明顯；

(4)本發明的熱致變色材料不同于常見的N-位點全部質子化或烷基化吡啶鹽陽離子導 向的碘銀酸鹽離子型化合物，所述1,1′-亞甲基-雙(4,4′-聯吡啶)陽離子MBP²⁺不僅可以通 過正電荷來發揮導向效應，而且具有潛在的配位位點，易于形成同時具有離子鍵和配位鍵的 雜化材料。