[發明專利]一種三足季銨鹽凝膠因子及其超分子智能膠膜的合成和應用

有效

• 申請號: 201911049573.2
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110724067B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 林奇;孫小文;王中會;楊海龍;鞏冠斐;張芹鵬;姚虹;張有明;魏太保
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C07C249/16
• 分類號: C07C249/16;C07C251/86;C08J5/18;C08L87/00;C03C17/28
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明設計合成了一種三足季銨鹽凝膠因子TH，是以對羥基苯甲醛功能化季銨鹽和均苯三甲酰肼為原料，在DMF中反應而得，該凝膠因子在加熱條件下能在蒸餾水中自組裝形成穩定的透明水凝膠TH?G；將該水凝膠均勻鋪于玻璃基板上并烘干，即可制得高度透明的智能膠膜TH?GF，其透光率可達97.1%。更神奇的是，該智能膠膜TH?GF用TEA和HCl交替熏蒸可實現透明和不透明之間的可逆切換。因此可以作為智能玻璃覆膜實現對入射光高度透明或完全阻擋，從而動態可逆地調節陽光進入建筑（通過玻璃窗戶）的透射率。

技術領域

本發明涉及一種三足季銨鹽凝膠因子其及制備方法，本發明同時還涉及基于該超分子凝膠凝膠因子智能膠膜的合成及在酸堿蒸汽交替作用下可實現透明和不透明之間的可逆切換的性能，可以作為智能玻璃覆膜應用于制作智能窗戶。

背景技術

隨著工業化、城市化和現代化的不斷發展，世界范圍內的能源消費逐年快速增長。因此，提高能源效率和降低能源消耗在建筑能源的使用中發揮著越來越重要的作用。窗戶作為建筑的重要組成部分，決定著采光、隔熱、美觀、隔音和自然通風。然而，傳統的窗戶受限于其靜態和對動態氣候的不適應性，導致建筑能耗高。智能玻璃窗具有太陽能調節、著色、自潔、自供電和除濕等潛在功能，是提高節能效率和室內舒適度的一個很有前景的解決方案。例如，智能窗戶可以在夏天反射掉大部分入射陽光，從而防止建筑物內部過熱。此外，它們還可以在冬天吸收太陽的熱量，幫助保持房間的溫暖。因此，智能窗戶作為一種很有前途的節能方式，可以動態可逆地調節陽光進入建筑的透射率，根據天氣變化和個人喜好，提供可變的太陽能加熱和視覺需求。

目前現有的智能窗戶產品往往價格昂貴、質量較次，并且在生產的過程中使用各種有毒材料。近年來，超分子策略構建的智能玻璃其固有的非共價相互作用的動態性、可逆性和自適應特性而受到越來越多的關注，這使得所構建的智能玻璃具有了理想的迷人功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種三足季銨鹽凝膠因子及其制備方法；

本發明的另一目的提供一種基于上述三足季銨鹽凝膠因子的智能膠膜及其制備方法；

本發明還有一個目的，就是對該智能膠膜在酸堿蒸汽交替作用下的可逆光學切換性能進行研究；以其用于智能玻璃的制作。

一、三足季銨鹽凝膠因子及其制備

三足季銨鹽凝膠因子的合成：是在溶劑DMF（N,N-二甲基甲酰胺）中，均苯三甲酰肼和對羥基苯甲醛功能化的季銨鹽以1:3.3~1:3.6的摩爾比，在100~105℃下反應70~72h后；粗產物用DMF和乙酸乙酯重結晶，得到的綠色晶狀固體即為三足季銨鹽凝膠因子，標記為TH。

其中，對羥基苯甲醛功能化季銨鹽的結構式如下：

均苯三甲酰肼的結構式如下：

三足季銨鹽凝膠因子TH的結構式如下：

三足季銨鹽凝膠因子（TH）的氫譜和質譜譜圖分別見圖1、2。

二、超分子水凝膠及其智能膠膜的制備

1、超分子水凝膠的制備

將三足季銨鹽凝膠因子（TH）加熱溶解于蒸餾水中，再冷卻至室溫，形成穩定的透明水凝膠，記為TH-G。

三足季銨鹽凝膠因子于蒸餾水中的成凝膠濃度為0.05~0.06g/ml。

超分子水凝膠的形成機理：在加熱條件下，三足季銨鹽凝膠因子（TH）在蒸餾水中自組裝形成穩定的透明水凝膠。