[发明专利]离子液体复合红外吸收材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子液体复合红外吸收材料及制备方法。

背景技术

自从1800年英国天文学家F·W·赫歇尔使用水银温度计发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了将近两个世纪，其应用领域也从最初的单纯军事研究到现在的工农业多元化发展。在军事领域，红外技术是从空中和空间获取战场信息的关键技术之一，现已广泛应用于单兵装备、装甲车辆、航空航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。在民用领域，红外技术可应用于通过探测人体热量来进行红外线成像的夜视仪、使用远红外线的热效应治疗红外线理疗仪和红外线燃具等。

红外材料的研制是红外技术发展的关键。红外吸收材料既可以吸收红外线的光学媒质，它要求具有良好的光学性质、较宽度吸收光谱范围、良好的化学及热稳定性、适中的发射率和太阳能吸收率。红外吸收材料为得到广泛的军、民应用，其制备还需要从经济和绿色环保角度考虑，要求材料制备简便、工艺过程无毒排放，低成本。近年来，世界各国都在研究和开发红外吸收材料。现已投入使用的红外吸收材料种类很多，有碳化硅、氮化硅纳米粉、钴镍纳米薄膜、纳米石墨、纳米金属氧化物、纳米针形磁性金属粉、多种纳米材料的复合吸收剂、铁基纳米针形粉、碲镉汞红外探测材料等。段雪等(段雪，矫庆泽，郭灿雄等，阴离子层柱结构选择性红外吸收材料及制备方法，CN1315481A)利用插层化学原理，组装出具有优良选择性红外吸收性能和选择性红外吸收范围可调的阴离子层柱结构材料([M(II)_1-xM(III)_x(OH)₂]A^n1-_a/nB^n2-_b/nmH₂O)。余锡宾等(余锡宾，叶平，一种红外吸收材料及其制备方法，CN 1772833A)用低温湿化学二氧化硅共沉淀法得到结构式为SiO₂:(MO_n.xH₂O)_a的红外吸收材料，该材料在中红外、部分远红外和部分近红外区域均有强吸收。Yasuyo Saito等(Yasuyo Saito，Yokohama-shi，et al.，US 2002/0125464 A1)公开了一类含有金属配合物的外吸收染料，该材料在近红外区具有强的吸收强度。但目前的研究主要都是集中在固体红外吸收材料，这些材料存在与常规溶剂的相容性差等问题，限制了其应用。

离子液体是完全由离子组成的在室温及相邻温度下为液态的物质。离子液体由于其结构的高度不对称性与常用液体相比具有很多独特的性质。离子液体具有较低的熔点，极低的蒸气压，良好的热稳定性，较高的极性，不易燃等特点，现已广泛用于润滑剂，催化剂，萃取剂，电解质，燃料电池，能源材料等领域。刘维民等(刘维民，刘旭庆，梁永民等，一种离子液体润滑剂，CN 1782043A)利用离子液体低挥发性、较好的热稳定性和粘温性等特点，设计合成出离子液体润滑剂，该润滑剂无论在室温或高温、高低负荷下都具有优良的减摩和抗磨性能。

离子液体的最重要的特征之一是其独特的离子结构具有极高的可设计性，即离子液体的物化性质可以通过选择适当的阴离子，阳离子及其取代基而改变，例如离子液体与水的溶解度可以通过选择阳离子上取代基的长度而改变；减小阴离子的体积可以使熔点升高，增大阴离子的碱性可以使离子液体黏度变小等。Hagiwara R.等人(Hagiwara R.，Ito Y..Fluorine Chemistry.2000，105：221～227)列举大量数据指出：阳离子的取代基的碳链增长会增加离子液体的黏度；取代基的烷基支链化使离子液体的黏度增加；阴离子的碱性增加可以减小离子液体的黏度。因此，离子液体可以通过调节阴阳离子的组成和结构设计成满足各种理化要求的材料。