[发明专利]利用正丙醇杂化制备弱激发光致变色WO3粉体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光致变色WO₃粉体的制备方法，特别是涉及一种利用正丙醇杂化制备弱激发(低功率紫外激发或日光激发)光致变色WO₃粉体的方法。

背景技术

所谓光致变色指的是物质在两种物理或化学状态之间的可逆变化，其中至少有一个方向的转变是由光辐射引起的。光致变色现象可以在液态、固态、溶液和晶体中观察到，在自然界也可以观察到光致变色现象，例如植物的光合作用，动物的视觉过程。这种材料具有许多优越的性能，如可作为透明夹层物的填充变色剂，用来调节目标环境的透光率，同时此材料在光学信息和储存显示器、军事伪装、特种智能窗等方面也有着广泛的应用前景。

光致变色材料通常可分为有机的和无机的光致变色材料，目前研究的大多数是有机化合物，如靛蓝，三苯基甲烷，酞箐络合物，偶氮苯类等。由于有机物不耐高温和容易“疲劳”(光致互变循环次数较少)的特点限制了它在现实中的应用，相反无机光致变色材料表现出了很好的稳定性和耐疲劳性能。

WO₃作为过渡金属化合物，具有电致变色、气致变色、光催化、光致变色等优异性能。近年来，国内外研究者对WO₃前三种性能进行了深度地研究，并有相关成果问世，但对WO₃的光致变色这一性能，尤其是对粉体光致变色性能的研究，目前国内外鲜有报道。在少量的关于WO₃粉体的制备及光致变色的研究报道中，粉体制备方法复杂，特别是对WO₃光致变色激发光源的要求极为苛刻。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种利用正丙醇作为杂化剂杂化制备弱激发光致变色WO₃粉体的制备方法，其制备方法简单，且光致变色性能优越，其在弱激发光源下受激变色并在常态无光的条件下褪色。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用正丙醇杂化制备弱激发光致变色WO₃粉体的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)配制钨酸盐溶液，溶液的浓度为0.1～2mol/L；

(2)在磁力搅拌器的搅拌下，向钨酸盐溶液中滴加盐酸，调节反应物溶液的pH值为0.8～2.0；

(3)在磁力搅拌器搅拌的同时向步骤(2)所得反应物溶液中逐滴加入正丙醇，将所得反应体系在磁力搅拌器的搅拌下均化2～6h；

(4)将均化后的反应体系移入水热反应釜进行水热反应，得到WO₃粉体；

(5)将步骤(4)所得WO₃粉体先用蒸馏水水洗，直至清液的pH值为6.5～7.5，然后用无水乙醇清洗，将其中的残留的过量正丙醇清洗干净；

(6)将步骤(5)所得经过处理的WO₃粉体在真空干燥箱中50～80℃真空干燥1h，即得弱激发光致变色WO₃粉体。

按上述方案，所述的钨酸盐为易溶于水的钨酸盐，并且该类钨酸盐的阳离子的强酸盐也易溶于水。

按上述方案，所述的钨酸盐为Na₂WO₄。

按上述方案，所述的Na₂WO₄溶液与正丙醇的体积比为Na₂WO₄溶液∶正丙醇＝1∶0.05～0.12。

按上述方案，所述的磁力搅拌器转速为400～600r/min。

按上述方案，所述的步骤(4)中的水热反应的工艺条件为：反应温度为80～200℃，反应时间为1～5天。

钨酸易与有机小分子配体络合，当作为杂化剂的正丙醇与钨酸络合后，钨离子周围配位数增加，位阻效应减慢了钨酸之间的缩合反应，形成了钨酸根和正丙醇分子的交联结构，使得到的杂化粉体稳定，并且该交联结构成为了输运质子的桥梁，增强了杂化WO₃粉体的分散性，增大了WO₃粉体的比表面积，使杂化粉体的反应界面大幅增多，提高了WO₃粉体在光照条件下的反应活性。