[發明專利]一種無機有機雜化草酸鎵光致變色材料的合成和應用

有效

• 申請號: 201910503977.8
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110358527B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 吳俊標;婁璐琪;孫華英;張霞
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C09K9/00
• 分類號: C09K9/00;G01J1/50
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發明公開了一種無機有機雜化草酸鎵光致變色材料的合成方法，將含鎵金屬源、有機配體和DESs的混合物在110～150℃密封條件下反應2～13天，所述含鎵金屬源為氧化鎵、羥基氧化鎵或鎵鹽中的一種，所述DESs為氯化膽堿和草酸，所述含鎵金屬源、有機配體和DESs中氯化膽堿的摩爾比為：0.5～1：1～2：5～20。本發明合成的無機有機雜化草酸鎵光致變色材料可用于方便快捷可視化檢測紫外線指數。

技術領域

本發明涉及光致變色材料技術領域，具體涉及一種無機有機雜化草酸鎵光致變色材料的合成和應用。

背景技術

紫外線是指陽光中波長10nm至400nm的光線,它是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由英國科學家赫歇爾于1800年發現。根據波長可以分為三類：近紫外線UVA(315～380nm)、遠紫外線UVB(280～315nm)及超短紫外線UVC(100～280nm)。其中，UVC只存在于大氣層外層，可被大氣層里的臭氧吸收；UVB能夠刺激皮膚產生“紅斑”效應,長期過量照射可抑制免疫功能,引發皮膚癌、白內障；UVA雖不會引起皮膚急性炎癥，但對皮膚的作用緩慢并可長期積累，是導致皮膚老化和嚴重損害的原因之一。太陽光發出的UVA比UVB高500～1000倍,且其穿透力遠遠超過UVB，30％的UVA能透射入皮膚，其誘發產生的活性氧可損傷DNA，其影響比UVB更嚴重，可危及膠原蛋白及皮膚纖維，具有免疫抑制作用，并可致癌。近年來，作為隔絕紫外線天然屏障的臭氧層正在逐漸變稀薄，甚至出現空洞。研究表明，大氣中的臭氧每減少1％，到達地表的紫外線輻射量將增加2％，皮膚癌發生率則增加4％。據世界衛生組織統計，全球每年約有1500萬人因白內障失明，其中估計有約300萬例與長期暴露在紫外線環境中有關。

目前世界各國都已在日常天氣預報中發布紫外線指數預報。紫外線指數是指到達地面的太陽紫外線對人類裸露皮膚的影響程度，其變化范圍用0～15的數字表示，紫外線指數的數字越大對皮膚造成的損害越大。通常紫外線指數可以分為五個等級：一級(UV index0～2)到達地面的紫外線輻射量＜500μW/cm²，這部分紫外線強度最弱，不需要采取防護措施；二級(UV index 3～4)到達地面的紫外線輻射量為500～1000μW/cm²,紫外線強度較弱，可以適當采取一些防護措施；三級(UV index 5～6)到達地面的紫外線輻射量為1000～1500μW/cm²,屬于中等強度紫外線輻射天氣，外出時需要帶好遮陽帽，太陽鏡，太陽傘等防護并涂擦防曬護膚品；四級(UV index 7～9)到達地面的紫外線輻射量為1500～3000μW/cm²,紫外線輻射強，除采取上述防護措施外，應避免在10點至14點暴露于日光下；五級(UVindex11～15)到達地面的紫外線輻射量在3000μW/cm²以上,紫外線輻射很強，應盡量避免暴露于日光下。

由于火焰探測，化學傳感，醫療保健，天文學、天體物理學及環境和軍事應用的需求，紫外線檢測的重要性正在逐步提高并引起了人們越來越多的關注。傳統的光電倍增管紫外線檢測器盡管很有吸引力，但其需要龐大的真空基礎元件。近期研究報道了一系列無機半導體(如硅基半導體、GaN、AlGaN、金剛石、ZnO等)用于替代傳統的紫外線檢測器。其中硅基半導體紫外線檢測器具有快速響應的的特點，但其局限性在于對于可見光和紅外光的選擇性差，需要配置復雜的濾光片，且其制備需要在超高真空和高壓條件下?；赯nO和GaN的紫外線檢測器由于其在惡劣環境條件下運行的能力使得他們能夠很容易排除上述限制，但這類紫外線檢測器的共同缺點是這些材料難以以高純度，均勻的層進行生長和沉積，既不能夠以可控的方式進行摻雜也不能夠低成本的進行大面積合成。盡管上述這些紫外線檢測器已經開始進入市場，但其復雜和昂貴的制造工藝限制了它們的大范圍應用。為了滿足高性能紫外線檢測器快速增長的實際需求，設計合成具有高光響應性、足夠分辨率和快速響應特性的便利裝置用于方便快捷高效檢測紫外線具有重要的意義。為了紫外線檢測更加方便和經濟，開發通過肉眼可見的顏色變化來可視化檢測紫外線的新型紫外線響應材料，使紫外線強度能像pH試紙那樣通過顏色變化被肉眼識別，會使紫外線檢測過程得到極大的簡化并使成本降低，更有利于其實際應用。