[發明專利]一種光致變色Ca-MOF材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111636230.3
• 申請日: 2021-12-27
• 公開（公告）號: CN114369254B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 莫宗文;李文斌
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K9/02;D21H21/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

本發明提供了一種光致變色Ca?MOF材料及其制備方法和應用，屬于光敏材料技術領域。本發明光致變色的MOF材料制備方法簡單，合成過程中無有毒物質產生。合成的光致變色的MOF材料具有極快的光響應能力，在可見光或紫外光照射下，1秒內就可以變為黑色，5秒內顏色達到飽和，且由于結構的特殊性，光照后的顏色能保持15天內不褪去。將本發明將光致變色的MOF材料與紙張相結合，不僅保證了紙張的原有特性，同時可以發揮MOF在結構上的優勢，可以實現紙張的無墨可擦除印刷。

技術領域

本發明屬于光敏材料技術領域，具體涉及一種光致變色Ca-MOF材料及其制備方法和應用。

背景技術

打印作為日常生活最重要的技術之一，與傳統油墨和激光打印相比，無墨可擦除打印可實現紙張的反復使用，減少了紙張和油墨的使用，是解決由于打印內容使用后紙張的浪費以及油墨大量使用而產生的環境問題的一種有效方案。而光致變色材料，是指受到光源激發后能夠發生顏色變化的一類材料，且這種顏色改變一般是具有可逆性的，因此可以將其應用在無墨打印技術中。

目前光致變色材料主要分為有機光之變色材料和無機光致變色材料。有機光之變色材料具有變色靈敏、顏色對比度高的特點，但有機光之變色材料對使用環境要求較高，耐疲勞性差。無機光致變色材料雖然不易受使用環境影響，耐疲勞性能也較好，但是無機變色材料顏色改變保持時間較短，不易作為無墨印刷材料。而金屬-有機框架材料是一種兼有無機、有機的材料，且結構具有多樣性，模塊化可設計性優點的材料。與傳統光致變色材料相比，由于其結構的特殊性，可以有效的延長光致變色后的保持時間，但目前作為無墨印刷材料，印刷清晰的圖案仍是一個挑戰。目前已有光致變色材料顏色變化對比度低，光致變色后顏色保持時間短，在激發后1-12?h小時內恢復到初始顏色。因而光致變色材料應用在無墨印刷時印刷內容不能長時間保持，且印刷內容清晰度達不到輕松可讀，手機等電子設備無法識別二維碼類的精密圖案。因此，通過簡單的制備方法合成新型的具有光致變色性能，能實現紙張的無墨可擦除印刷和長時間不褪色的金屬-有機框架成為亟待攻克的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種光致變色Ca-MOF材料及其制備方法和應用。本發明通過簡單無毒的制備過程，制備出具有極快的光響應能力的光致變色的萘酰亞胺基Ca-MOF，材料與紙張相結合可以實現紙張的無墨可擦除印刷，顏色能保持15天內不褪去。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：本發明提供了一種光致變色Ca-MOF材料，所述材料的分子式為[Ca₆(BINDI)₃(DMA)₂(H₂O)₄]?guest；其中BINDI為N,N′-雙(5-間苯二甲酸)萘二酰胺，DMA為N,N-二甲基乙酰胺，guest為客體分子。

作為本發明的優選實施方式，所述光致變色Ca-MOF材料的晶胞參數為：a=10.03920(10)??，b=?15.8473(2)??，c=?18.4586(2)??，α=73.2120(10)°?，β=86.2070(10)°，γ=?72.1550(10)°，V=?2675.43(6)??³。

本發明提供了這種光致變色Ca-MOF材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

（1）將鈣鹽和N,N′-二(5-間苯二甲酸)萘二酰亞胺加入到N,N-二甲基甲酰胺中混合均勻得到混合物A；

（2）向混合物A中加入去離子水混合均勻得到混合物B；

（3）將混合物B在110-130℃下反應24-72?h，冷卻至室溫，分離得到固體材料即為光致變色Ca-MOF材料；