一种光致变色材料及其制备方法和应用技术

技术编号：42975858 阅读：9 留言：0更新日期：2024-10-15 13:14

本发明专利技术涉及无机‑有机杂化材料技术领域，公开了一种光致变色材料及其制备方法和应用，所述光致变色材料的化学式为：[Mn(H<subgt;2</subgt;L)(H<subgt;2</subgt;O)<subgt;2</subgt;]·2H<subgt;2</subgt;O，其中，L＝4,4',4',4”‑(1,4‑苯二(1H‑咪唑‑2,4,5‑三基))四苯甲酸盐，Mn<supgt;2+</supgt;呈现六配位八面体构型，六配位为四个羧基氧和两个配位水，配体上的四个羧基氧桥联相邻的两个Mn<supgt;2+</supgt;形成了三维结构，其孔道中含有游离的两个水分子。制备方法：原料溶解后，加入碱溶液得到混合溶液，110～120℃反应110～130h，冷却得到所述光致变色材料。所述的光致变色材料用于光致变色。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机-有机杂化材料，具体涉及一种光致变色材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、近些年来，由于各行各业对印刷的需求日益增加，然而传统油墨印刷能耗高、污染大、临时印刷造成的纸张浪费导致过度砍伐树木、空气污染，且印刷后的纸张回收难等系列问题逐渐暴露出来，这与可持续发展的要求不相适应。光致变色材料具有可逆性、操作方便、能耗低，能够识别特定的外部刺激，并根据光、温度、ph值和压力等刺激改变颜色。在保护、装饰、显示、存储、开关、摄影、传感器等许多领域都有潜在的应用。

2、光致变色材料在暴露于光下后变色，是潜在的无墨水和可擦除印刷介质材料。现有技术已经研究了相当多的用于无墨和可擦除印刷的光致变色材料，比如：(1)kan,w.-q.；he,y.-c.；wen,s.-z.；zhao,p.-s.a series of hostguest coordination polymerscontaining viologens:syntheses,crystal structures thermo/photochromism andfactors influencing their thermo/photochromic behaviors.dalton trans.2019,48,17770-17779；其色差值为△e＝52。 (2)kan,w.-q.；wen,s.-z.；he,y.-c.；xu,c.-y.viologen-based photochromic coordination polymers for inkless

技术实现思路

1、本专利技术提供了一种光致变色材料及其制备方法和应用，解决了现有技术光致变色材料色差值太小，导致色彩对比度太差的问题。

2、一种光致变色材料，所述光致变色材料的化学式为：[mn(h2l)(h2o)2]·2h2o，其中，l＝4,4',4',4”-(1,4-苯二(1h-咪唑-2,4,5-三基))四苯甲酸盐，mn2+呈现六配位八面体构型，六配位为四个羧基氧和两个配位水，配体上的四个羧基氧桥联相邻的两个mn2+形成了三维结构，其孔道中含有游离的两个水分子。

3、优选的，所述光致变色材料结晶于monoclinic晶系c2/c空间群，晶胞参数为：α＝90.000°，β＝106.773°，γ＝90.000°。

4、本专利技术的第二个目的在于保护所述光致变色材料的制备方法，具体包括以下步骤：

5、将mncl2·4h2o和4,4',4',4”-(1,4-苯二(1h-咪唑-2,4,5-三基))四苯甲酸溶解后，加入碱溶液得到混合溶液；

6、将得到的混合溶液在110～120℃反应110～130h，冷却得到所述光致变色材料。

7、低于或高于该反应温度会导致晶体无法合称，或者合成的晶体结构发生改变。

8、优选的，所述溶解时使用的溶剂为水和乙腈。以水和乙腈作为溶剂，金属盐溶于水，配体溶于乙腈。更换其它溶剂后得不到光致变色材料的晶体结构。

9、优选的，所述mncl2·4h2o、4,4',4',4”-(1,4-苯二(1h-咪唑-2,4,5-三基))四苯甲酸、h2o和乙腈按比例为22～32mg:10～14mg:2ml:4ml。低于或高于该比例无法析出晶体。

10、优选的，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，浓度为1～1.5mol/l。naoh溶液用来提供碱性环境。

11、本专利技术的第三个目的在于保护所述的光致变色材料在光致变色中的应用。

12、优选的，具体应用方法为：

13、将所述光致变色材料溶于醇类溶剂，得悬浊液；

14、将所述悬浊液覆盖在载体上，干燥得到光致变色膜。

15、醇类溶剂可以是95％的乙醇或者无水乙醇。

16、优选的，所述光致变色材料与醇类溶剂的比例为25～32mg:6～10ml。

17、优选的，将所述光致变色材料溶于醇类溶剂时采用超声法，超声条件为：40～60khz、40～60min。

18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

19、1、现有技术的色差值最大为△e＝586.5，本专利技术制备的光致变色材料制备成光致变色膜后，色差值△e＝1017.5，具有更为明显色彩对比。同时，稳定性好，可重复使用性强，具有良好的光致变色性能，在氙灯下照射5～10min后，光致变色膜会清晰的出现打印的图片，待其恢复后可再次在氙灯照射下显示出所需打印内容，可重复使用光致变色膜打印所需内容，该方法为合理构建mof晶体材料实现无墨可擦除印刷提供了新的思路。

20、2、本专利技术采用溶剂热法合成一种新型的mn-mof膜，即光致变色膜，将mncl2·4h2o和4,4',4',4”-(1,4-苯二(1h-咪唑-2,4,5-三基))四苯甲酸溶于h2o和乙腈的碱性溶液中混合构筑mn-mof晶体材料，即光致变色材料，将mn-mof晶体材料研磨成粉，并与醇类溶液混合超声，形成均匀的mn-mof晶体材料悬浊液，将悬浊液均匀涂覆在纤维素滤纸表面，形成光致变色膜，在氙灯照射下可清晰显示出打印内容，且具有较好的稳定性和可重复实用性，能够有效解决光致变色材料颜色对比度差的问题。

21、3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光致变色材料，其特征在于，所述光致变色材料的化学式为：

2.根据权利要求1所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，所述光致变色材料结晶于Monoclinic晶系C2/c空间群，晶胞参数为：α＝90.000°，β＝106.773°，γ＝90.000°。

3.根据权利要求1所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，所述溶解时使用的溶剂为水和乙腈。

5.根据权利要求4所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，所述MnCl2·4H2O、4,4',4',4”-(1,4-苯二(1H-咪唑-2,4,5-三基))四苯甲酸、H2O和乙腈按比例为22～32mg:10～14mg:2mL:4mL。

6.根据权利要求5所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液，浓度为1～1.5mol/L。

7.一种权利要求1所述的光致变色材料在光致变色中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，具体应用方法为：

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述光致变色材料与醇类溶剂的比例为25～32mg:6～10mL。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述光致变色材料溶于醇类溶剂时采用超声法，超声条件为：40～60KHz、40～60min。

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【技术特征摘要】

1.一种光致变色材料，其特征在于，所述光致变色材料的化学式为：

2.根据权利要求1所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，所述光致变色材料结晶于monoclinic晶系c2/c空间群，晶胞参数为：α＝90.000°，β＝106.773°，γ＝90.000°。

3.根据权利要求1所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，所述溶解时使用的溶剂为水和乙腈。

5.根据权利要求4所述一种光致变色材料的制备方法，其特征在于，所述mncl2·4h2o、4,4',4',4”-(1,4-苯二(1h-咪唑-2,4...

【专利技术属性】
技术研发人员：高伟，陈鑫，张秀梅，
申请(专利权)人：淮北师范大学，
类型：发明
国别省市：

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