[发明专利]热致变色有机膦酸钴材料Cox[R(PO3)m]y(H2O)z

说明书

技术领域

本发明涉及一类具有可逆热致变色性质的有机膦酸钴材料的结构组成及其 制备方法。

背景技术

热致变色材料作为一种能对外界环境变化产生响应的新型智能材料，具有极 其广阔的应用前景。导致热致变色的原因通常包括：(1)发生分子间化学反应；(2) 金属离子配位环境变化；(3)晶体结构改变；(4)热分解等。其中一类常用的无机 热致变色材料是Cu、Co、Ni等带结晶水的有色化合物，如常用于变色硅胶中的 氯化钴。但是这些热变色材料一般感温范围都比较窄，温度敏感度不够高。研制 新型的低温热致变色材料，提高变色稳定性和温度敏感度，将大大拓宽这类材料 的应用领域与应用方式。

发明内容

本发明的目的在于提出一类组成为Co_x[R(PO₃)_m]_y(H₂O)_z(其中R＝有机基团) 的新型有机膦酸钴配位化合物作为热致变色材料，以及其低温水热合成方法。

本发明的技术方案如下：

新型有机膦酸钴配位化合物Co_x[R(PO₃)_m]_y(H₂O)_z作为热致变色材料，其特 征在于：组成结构主要包括有机膦酸R(PO₃H₂)_n、金属钴离子和水分子三部分。

所述的有机膦酸钴配位化合物Co_x[R(PO₃)_m]_y(H₂O)_z，其特征在于：有机膦酸 R(PO₃H₂)_n不同于无机磷酸根PO₄^3-的是有一个R有机基团(R＝CH₂、CH₃C(OH)、 C₆H₆、C₅H₅N、C₅H₅NCH₂等)，n个PO₃H₂与有机基团R中的C原子相连，当n ＝1时RPO₃H₂为有机单膦酸，当n＝2时R(PO₃H₂)₂为有机二膦酸，以此类推。

所述的有机膦酸钴配位化合物Co_x[R(PO₃)_m]_y(H₂O)_z的低温水热合成方法，其 特征在于：所述的水热合成方法由下列步骤组成

步骤1.将有机膦酸溶于适量的水中，与合适物质的量的金属钴盐溶液混 合，适当调节反应物的pH值，在室温条件下搅拌约0.5小时，

步骤2.将步骤1所得的溶液装入合适体积的聚四氟乙烯内衬的水热反应釜 中密封，程序升温(5℃/分钟)至合适温度(140～180℃)，恒温反应(温度正 负误差0.5℃)一定时间(2～7天)，最后程序降温(5℃/分钟)至常温，

步骤3.将步骤2所得的产品过滤，得到的固体物分别用合适量的去离子水、 乙醇、丙酮清洗，真空干燥。

本发明的原理

常用的无机热致变色材料一般由固相法、液相沉淀法、化学气相沉积法、溶 胶-凝胶技术、磁控溅射法等制备，且组成结构不容易调控。而合成金属有机膦 酸配合物可通过改变有机膦酸中的R有机基团来实现材料组成结构的调变。金 属有机膦酸配合物的水热合成则是利用在140～180℃区间水的黏度显著下降， 使得金属离子与有机膦酸易于形成高纯晶体从溶液中沉降析出，从而实现较低温 度和较低压力条件下得到目标物质。

本发明的优点

1、通过改变有机膦酸的R基团，可实现有机膦酸钴配合物结构组成的调变。

2、通过调变金属-有机膦酸杂化主结构，可调节材料变色的温度，提高灵敏 度。

3、低温低压的水热合成条件易于实现，成本低廉。