[發(fā)明專利]一種可逆的熱致變色智能材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202210017281.6 | 申請(qǐng)日： | 2022-01-07 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN114524455B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-11-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 吳枚霞;周瀟;梁錫輝;林丹;陳志濤 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 |
| 主分類號(hào)： | C01G19/00 | 分類號(hào)： | C01G19/00;C09K9/00;C30B1/02;C30B1/10;C30B29/46 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202 | 代理人： | 陳靜 |
| 地址： | 510000 廣*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 可逆 變色 智能 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有可逆熱致變色效應(yīng)的智能材料及其制備方法和應(yīng)用，所述熱致變色智能材料由錫單質(zhì)、磷單質(zhì)和硫單質(zhì)組成，材料化學(xué)式為Sn2P2S6。所述熱致變色智能材料具有鐵電性，其顏色在室溫下為土黃色，67℃后轉(zhuǎn)變?yōu)槌燃t色。本發(fā)明制備的智能材料不含汞、砷、鉛等有毒金屬，也不含稀有金屬鑭、釔，貴金屬銀，屬于硫化物材料，無(wú)毒環(huán)保，在室溫至300℃的范圍內(nèi)，對(duì)溫度刺激具有高敏感度及高穩(wěn)定性，智能材料的制備方法簡(jiǎn)單環(huán)保，成本低，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，可用在智能涂料、溫度傳感及多功能智能窗等領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種變色智能材料，特別涉及一種可逆的熱致變色智能材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于變色智能材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
智能顏料是具有智能特性的有色材料。智能特性，即感應(yīng)外界刺激(如光、電、溫度、應(yīng)力等)，并做出相應(yīng)響應(yīng)的特性。熱致變色是智能特性的一種，具有熱致變色特性的材料在外界溫度的刺激下會(huì)發(fā)生顏色變化。而隨著溫度的上升和下降對(duì)應(yīng)的顏色可重復(fù)出現(xiàn)，則說(shuō)明熱致變色特性是可逆的。
熱致變色材料的實(shí)際應(yīng)用范圍非常廣泛，如用于指示物體溫度的示溫涂料、熱致變色墨水、熱致變色紡織物、家具、食品安全檢測(cè)、智能控溫、智能醫(yī)療溫度傳感、智能窗、熱存儲(chǔ)、溫度傳感器、變色嬰兒勺子，變色奶瓶以及軍事偽裝等領(lǐng)域。目前，多功能熱致變色器件的研究仍處于早期階段。
無(wú)機(jī)化合物具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性，基于無(wú)機(jī)化合物的熱致變色材料種類繁多，例如：釩氧化物類(二氧化釩、釩酸鉍等)，碘化物類(碘化汞、碘化銀等)，鈣鈦礦類(氧化鑭錳、氧化釹鎳等)，金屬鹽類(四水磷酸鋅、焦磷酸錳銨等)，及其他少數(shù)的氧化物及硫化物。目前，雖已報(bào)導(dǎo)多種具有熱致變色性能的無(wú)機(jī)材料，但大部分材料的熱致變色溫度較高(通常高于100℃)，這嚴(yán)重阻礙了材料在多功能智能窗、直接與皮膚接觸的溫度傳感器等方面的應(yīng)用。因此研究制備100℃以下具有熱致變色效應(yīng)的智能材料，可增加多功能智能窗、皮膚接觸式溫度傳感器等領(lǐng)域的材料選擇范圍。
此外，隨著電子元器件小型化、集成化、智能化、多功能化的發(fā)展，僅僅具有單一功能的熱致變色材料難以滿足器件的應(yīng)用需求，發(fā)展多功能的熱致變色材料已經(jīng)成為各國(guó)學(xué)者競(jìng)相探索和研究的重要領(lǐng)域，將鐵電性與熱致變色材料結(jié)合，即在材料中同時(shí)實(shí)現(xiàn)鐵電性和熱致變色性能，則是其中一個(gè)極具吸引力的研究方向。但目前報(bào)導(dǎo)的同時(shí)具有鐵電性和熱致變色性能的材料寥寥可數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于提供一種轉(zhuǎn)變溫度適中，同時(shí)具有鐵電性和可逆熱致變色的智能材料Sn2P2S6。該智能材料無(wú)毒環(huán)保，對(duì)溫度刺激具有高敏感度及高穩(wěn)定性。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供所述智能材料的制備方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述智能材料的應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種可逆的熱致變色智能材料，所述智能材料由錫單質(zhì)、磷單質(zhì)和硫單質(zhì)組成，所述智能材料的化學(xué)式為Sn2P2S6。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述智能材料的顏色在室溫下為土黃色，智能材料的顏色在67℃以上為橙紅色。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，一種可逆的熱致變色智能材料的制備方法，包括以下步驟：
S1：將錫單質(zhì)、磷單質(zhì)和硫單質(zhì)按化學(xué)計(jì)量比稱重后裝入石英管中，抽真空后封管；
S2：石英管封管后放入箱式爐中，進(jìn)行煅燒，制備出尺寸為0.1-0.5mm的智能材料單晶樣品。
作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選技術(shù)方案，一種可逆的熱致變色智能材料的制備方法，包括以下步驟：
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