近红外光强吸收多硫金属配合物及其制备方法与应用技术

近红外光强吸收多硫金属配合物及其制备方法与应用，属于近红外吸收材料技术领域，解决了现有技术中近红外吸收材料毒性高，制备繁琐，稳定性差，光谱不易调节，很难实现可见光谱区无吸收或弱吸收，近红外光谱区强吸收的技术问题。本发明专利技术的多硫金属配合物，结构如式I所示，式I中，R1，R2，R3，R4相同或不同，分别为烷基或烷氧基；M为过渡态金属；n为0或1；L1和L2相同或不同，分别为含磷族的辅助配体。本发明专利技术的多硫金属配合物具有较好的光化学稳定性、热稳定性及溶解性，在近红外吸收波长可调且具有较强的吸收，而在可见光区吸收极其微弱，通过化学氧化及电化学处理后，可对配合物的近红外吸收波长及吸光系数进行原位调节。

【技术实现步骤摘要】
近红外光强吸收多硫金属配合物及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种近红外光强吸收多硫金属配合物及其制备方法与应用，属于近红外光吸收材料

技术介绍
近红外光(或简称为近红外)是指位于780-2500纳米(nm)电磁波谱之间的光。该波段光的利用和调制涉及许多重要领域的应用，如太阳能电池、光通讯(850nm、1310nm及1550nm)、医用和生物领域(900-1300nm)、数据存储、红外探测及夜视伪装等；而近红外光在这些领域应用主要依赖于近红外光吸收材料。近红外光吸收材料是指能够吸收近红外光的材料。现有技术中，常见的具有近红外吸收性能的材料主要包括有机离子染料、半导体纳米粒子、稀土配合物、过渡态金属配合物和窄带隙化合物等。但有机离子染料如吲哚菁绿，聚苯胺等光热转换率低，光漂白严重；半导体纳米粒子如碳纳米管，石墨烯或还原性石墨烯毒性高，光吸收系数比较低，制备过程和功能化极为繁琐；稀土配合物光谱不易调节；金属配合物溶解性差，加工处理困难；窄带系化合物光化学稳定性及热稳定性差；而且，对于上述近红外光吸收材料来说，很难实现在可见光谱区没有吸收或弱吸收，而在近红外光谱区具有强吸收。电致变色是指材料在电的作用下发生颜色或吸收变化，即在外加电场下，物质的光学性质(反射率、透过率、吸收率、吸收波长等)发生稳定可逆的变化的现象。如果材料的近红外光吸收性质可通过外界因素(如电、光、热、磁和化学试剂等)来调制，其应用领域将进一步扩大，但是现有技术中，尚无可实用的、性能理想的电致变色近红外吸收材料。另外，近红外滤光片的工作波段主要依赖近红外吸收剂的近红外吸收，而现有技术中，近红外吸收剂很难实现在可见光区无吸收或弱吸收，影响了滤光片的性能，限制了滤光片的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中近红外光吸收材料毒性高，制备繁琐，稳定性差，光谱不易调节，很难实现可见光谱区无吸收或弱吸收，近红外光谱区强吸收的技术问题，提供一种近红外光强吸收多硫金属配合物及其制备方法与应用。本专利技术的近红外光强吸收多硫金属配合物，结构如式I所示，式I中，所述R1，R2，R3，R4相同或不同，分别为烷基或烷氧基；M为过渡态金属；n为0或1；L1和L2相同或不同，结构式分别为：式中，R为苯基或烷基。优选的，所述R1，R2，R3，R4分别为甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十一烷基，十二烷基，十三烷基，十四烷基，十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，丁氧基，戊氧基，己氧基，庚氧基，辛氧基，壬氧基，癸氧基，十一烷氧基，十二烷氧基，十三烷氧基，十四烷氧基，十五烷氧基，十六烷氧基，十七烷氧基或十八烷氧基。优选的，所述R为正丁基、叔丁基、戊基或己基。优选的，所述过渡态金属为Ni、Pd、Pt、Cu或Co。优选的，所述多硫金属配合物的近红外吸收波长和吸光系数均通过化学氧化或电化学处理调节。近红外光强吸收多硫金属配合物中间体，其特征在于，结构式如下：式中，R’和R’’相同或不同，分别为烷基或烷氧基。本专利技术还提供上述近红外光强吸收多硫金属配合物的制备方法，当n为0时，在惰性气氛下，碱性条件的溶剂中，按物质的量比1:1:1将化合物III，化合物IV和化合物VI在20-35℃下反应0.5-24h，得到近红外光强吸收多硫金属配合物；所述化合物III的结构式为所述化合物IV的结构式为式中，X为溴、氯或碘；所述化合物VI的结构式为式中，X为溴、氯或碘。本专利技术还提供上述近红外光强吸收多硫金属配合物的制备方法，当n为1，包括以下步骤：(1)在惰性气氛下，碱性条件的溶剂中，按物质的量比1:1将化合物III和化合物IV在20-35℃下反应0.5-24h，得到第一单核多硫金属配合物；(2)在惰性气氛下，碱性条件的溶剂中，按物质的量比1:1将化合物VII和化合物VI在20-35℃下反应0.5-24h，得到第二单核多硫金属配合物；(3)在惰性气氛下，碱性条件的溶剂中，按物质的量比1:1:1将第一单核多硫金属配合物，第二单核多硫金属配合物和MY2·6H2O在20-35℃下反应0.5-24h，得到三核多硫金属配合物；所述化合物III的结构式为所述化合物IV的结构式为式中，X为溴、氯或碘；所述化合物VII的结构式为所述化合物VI的结构式为式中，X为溴、氯或碘；所述MY2·6H2O中Y为溴、氯或碘。本专利技术还提供上述近红外光强吸收多硫金属配合物在制备近红外滤光片中的应用。优选的，近红外光强吸收多硫金属配合物在制备近红外滤光片中的应用包括以下步骤：(1)将聚合物溶于溶剂中，搅拌形成均一溶液；所述聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物或聚苯乙烯；(2)将近红外光强吸收多硫金属配合物加入到上述均一溶液中，搅拌形成滤光片溶液；(3)取滤光片溶液在石英片上滴涂成膜，形成透明薄膜后，得到红外滤光片。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的多硫金属配合物近红外吸收波长可调且具有较好的光化学稳定性、热稳定性及溶解性，当n=0时，配合物本征态下在近红外光区800-1700nm均有较强的吸收，而在可见光区吸收极其微弱，通过化学氧化及电化学处理后，即可对配合物的近红外吸收波长及吸光系数进行原位调节，可以改变最大吸收波长处的摩尔消光系数，摩尔吸光系数达到或接近105量级，在可见光区几乎不吸收，也可以快捷的调节在近红外区吸收范围，吸收强度也明显增强，实现对器件或材料的近红外光波段、吸光强度原位调节；而且配合物的光谱性能对外加电压较敏感，在外加电压作用下，配合物在近红外光谱区的吸收波长、吸光系数发生了明显的变化，具有较好的电致变色性能；当n=1时，配合物在可见光区400-800nm几乎全透过(透过率在85-95%以上，浓度在10-3mol/l量级)；(2)本专利技术多硫金属的配合物的制备方法简单、无毒，易于大规模生产；(3)本专利技术多硫金属的配合物掺入聚合物中，可用于制备近红外滤光片，制备的近红外滤光片具有无色近红外强吸收的选择性，在可见光区吸收很弱，而在近红外区800nm-1700nm有较强的吸收，最大吸收波长在1255nm左右，同时还可保证滤光片在可见光区有较高的光透过率，并且只要微量掺杂就可以使滤光片的滤光性能的到很大提升，该近红外滤光片可以很好地应用于夜视兼容器件中，也可以用于敏化太阳能电池、激光防护、吸热材料、聚合物的防老化材料、隐身材料等。附图说明图1为本专利技术实施例10-12制备的双核多硫金属配合物I-1a、I-1b、I-1c的二氯甲烷溶液在常温下的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图2为本专利技术实施例16、17制备的三核多硫金属配合物I-2a、I-2b的二氯甲烷溶液在常温下的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图3为本专利技术实施例23双核多硫金属配合物I-1a在用碘氧化后常温下的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图4为本专利技术实施例23双核多硫金属配合物I-1b在用碘氧化后常温下的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图5为本专利技术实施例23双核多硫金属配合物I-1c在用碘氧化后常温下的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图6为本专利技术实施例23双核多硫金属配合物I-1a在用H2O2氧化后常温下的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图7为本专利技术实施例23双核多硫金属配合物I-1b在用H2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
近红外光强吸收多硫金属配合物，结构如式I所示，式I中，所述R1，R2，R3，R4相同或不同，分别为烷基或烷氧基；M为过渡态金属；n为0或1；L1和L2相同或不同，结构式分别为：式中，R为苯基或烷基。FDA0000387101910000011.jpg,FDA0000387101910000012.jpg

【技术特征摘要】
1.近红外光强吸收多硫金属配合物，结构如式I所示，式I中，所述R1，R2，R3，R4相同或不同，分别为烷基或烷氧基；M为Ni或者Pd；n为0或1；L1和L2相同或不同，结构式分别为：式中，R为苯基或烷基。2.根据权利要求1所述的近红外光强吸收多硫金属配合物，其特征在于，所述R1，R2，R3，R4分别为甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十一烷基，十二烷基，十三烷基，十四烷基，十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，丁氧基，戊氧基，己氧基，庚氧基，辛氧基，壬氧基，癸氧基，十一烷氧基，十二烷氧基，十三烷氧基，十四烷氧基，十五烷氧基，十六烷氧基，十七烷氧基或十八烷氧基。3.根据权利要求1所述的近红外光强吸收多硫金属配合物，其特征在于，所述R为正丁基、叔丁基、戊基或己基。4.根据权利要求1-3任何一项所述的近红外光强吸收多硫金属配合物的近红外吸收波长和吸光系数均通过化学氧化或电化学处理调节。5.近红外光强吸收多硫金属配合物中间体，其特征在于，结构式如下：式中，R’和R”相同或不同，分别为烷基或烷氧基。6.权利要求1-3任何一项所述的近红外光强吸收多硫金属配合物的制备方法，当n为0时，其特征在于，在惰性气氛下，碱性条件的溶剂中，按物质的量比1:1:1将化合物III，化合物IV和化合物VI在20-35℃下反应0.5-24h，得到近红外光强吸收多硫金属配合物；所述化合物III的结构式为所述化合物IV的结构式为式中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王植源，刘波，乔文强，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：