[發(fā)明專利]具有高光熱轉換效率的人造黑色素材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109705316B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 李乙文;鄒元
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了具有高光熱轉換效率的人造黑色素材料的制備方法，包括：提供多巴胺鹽酸鹽的水溶液或水醇溶液，記為溶液A；提供2,2,6,6?四甲基哌啶?1?氧化物的水溶液或水醇溶液，記為溶液B；混合溶液A和B獲得反應溶液，在室溫的空氣環(huán)境中攪拌反應溶液，直至反應溶液變成黑色；從黑色的反應溶液中分離出人造黑色素材料。本發(fā)明合成方法簡單，所合成產物具有較高的光熱轉換效率，光熱轉換效率最高可達47％。和采用現(xiàn)有方法合成的產物相比，本發(fā)明合成產物對光的吸收有較大提高，光熱轉換效率提高近10％。

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有高光熱轉換效率的人造黑色素材料的制備方法，屬于光熱材料領域。

背景技術

黑色素廣泛存在于生物體中，是十分重要的色素。由于它們對各個波長都有較好的吸收，本身可以抗紫外線輻射，又具有很好的光熱性質，因此常被用于腫瘤治療，海水淡化等方面應用。由于自然界的黑色素提取困難，價格昂貴，科學家們發(fā)明了人造的黑色素。人造黑色素材料(synthetic melanin material，SMM)最常見的方法是以聚多巴胺鹽酸鹽為單體，在氨水溶液中聚合。聚合出來的SMM具有較高的光熱轉換效率。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種合成人造黑色素材料的新方法，采用該新方法所合成的人造黑色素材料的光熱轉換效率得到明顯提高。

為達到上述目的，本發(fā)明提供的具有高光熱轉換效率的人造黑色素材料的制備方法，包括：

提供多巴胺鹽酸鹽的水溶液或水醇溶液，記為溶液A；

提供2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物(TEMPO)的水溶液或水醇溶液，記為溶液B；

混合溶液A和B獲得反應溶液，在室溫的空氣環(huán)境中攪拌反應溶液進行聚合反應；

從反應后的溶液中分離出人造黑色素材料。

需要說明的是，上述多巴胺鹽酸鹽的水醇溶液指，多巴胺鹽酸鹽溶解于水和醇的混合液所獲得的溶液；上述TEMPO的水醇溶液指，TEMPO溶解于水和醇的混合液所獲得的溶液。

進一步的，水醇溶液中的醇為甲醇、乙醇或異丙醇。

進一步的，多巴胺鹽酸鹽的水溶液或水醇溶液中，多巴胺鹽酸鹽的濃度為0.2mg/mL-10mg/mL。

進一步的，2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物的水溶液或水醇溶液，2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物的濃度為0.1mg/mL-8mg/mL。

進一步的，混合溶液A和B所獲得的反應溶液中，多巴胺鹽酸鹽和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物的質量比為1:40～100:1。

在進行聚合反應時，初始反應溶液在2小時內從黃色逐漸變成黑色，之后再繼續(xù)反應大于2小時。

進一步的，從黑色的反應溶液中分離出人造黑色素材料，具體為：

通過對黑色的反應溶液進行離心和去離子水洗滌，從而分離出人造黑色素材料。

作為一種具體實施方式，在對黑色的反應溶液進行離心時，離心轉數設置為大于8000rpm。

和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下特點和有益效果：

(1)本發(fā)明合成方法簡單，采用一鍋法，將多巴胺鹽酸鹽和TEMPO在水或水醇混合溶液中聚合反應，對反應后溶液進行離心、洗滌，即可獲得人造黑色素材料。

(2)所合成產物具有較高的光熱轉換效率，光熱轉換效率最高可達47％。和采用現(xiàn)有方法合成的產物相比，本發(fā)明合成產物對光的吸收有較大提高，光熱轉換效率提高近10％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明合成原理示意圖；