[发明专利]一种光致变色光磁材料

说明书

技术领域

本发明涉及一类在常温下表现出氧化还原光致变色性能的氰基桥联光磁材料。这类材料用于制备变色服装、变色眼镜、变色玩具、变色玻璃、大棚用变色塑料、光开关、存储介质、滤光镜、变色化妆品。

背景技术

光致变色是材料受光照后能够发生颜色变化的一种现象。光致变色材料可应用于变色服装、变色眼镜、变色玩具、变色玻璃、大棚用变色塑料、光开关、存储介质、滤光镜、变色化妆品等多个领域。光磁材料是吸收光后能够发生磁性改变的一类物种，也常伴随发生光致变色，因此同样可应用于光致变色材料的使用领域。不过，它的磁性改变特性又使其多了一些功能，例如可以作为磁开关、磁共振成像MRI的对比剂等。由于氰基在传递磁交换相互作用上的特殊优势以及已知最高磁相变临界温度分子基铁磁体在普鲁士兰类配合物中的发现，氰基桥联化合物成为分子基光磁材料当中最受关注的一个研究对象。无机－有机杂化型氰基桥联化合物由于有机功能单元的引入增加了其生长单晶的可能性，同时有机基团的多样性和可修饰性增加了其性能的可调控性，因而比纯无机的氰基桥联化合物具有更大的发展前景。

光磁材料的研究可以追溯到上世纪50年代对有机分子三重态的研究。1984年光诱导激发自旋态捕获现象以及1996年普鲁士兰类配合物金属间光诱导价态互变现象的发现大大推动了光磁材料的发展。迄今，氰基桥联化合物基光磁材料的报道还很少，且存在光照后磁性能发生变化的温度（即工作温度）普遍低于零摄氏度的不足，因此，其应用仍有很多限制。氧化还原光致变色是光激发下能够发生氧化还原的一种光致变色现象。为了提高氰基桥联光磁材料的工作温度，本专利把在常温下能够发生氧化还原光致变色的有机功能单元引入到氰基桥联无机化合物中，制备常温下能够发生光致变色和常温下受光照能发生磁性改变的氰基桥联光磁材料。根据文献调研，这类材料尚无报道。

发明内容

本发明的目的是为了把氰基桥联光磁材料的工作温度提高到常温下，制备具有常温氧化还原光致变色性能的氰基桥联光磁材料。

本发明制备的一类光致变色的光磁材料，其化学式通式为：A_n(ML_p)_q[W(CN)₆]_rX_s·tH₂O（A为Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca；M为外界金属，W为内界金属，均采用Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Yb；L为N?烷基化?4,4’-联吡啶正离子、O?烷基化吡喃正离子；X为Cl、Br、I；n、p、q、r、s和t为整数，其中n的范围是0?3，p的范围是1?4，q的范围是1?3，r的范围是1?3，s的范围是0?3，t的范围0?5）。

本发明制备的一类光致变色的光磁材料之一：化学式为[{Mn(MQ)₂}{Fe(CN)₆}]Cl，其中MQ为N?甲基?4,4’-联吡啶正离子，空间群为P2/m, 单胞参数为 a = 7.4026(17) ?，b = 7.5589(18) ?，c = 13.497(3) ?，α = 90 o, β = 98.983(11) o，γ = 90 o，Z = 1，单胞体积 V = 746.0(3) ?³；受光照射后颜色由棕色变成黑色，磁性发生明显变化。

本发明制备的一类光致变色的光磁材料之二：化学式为[{Mn(MQ)₂} {Cr(CN)₆}]Cl·2H₂O，其中MQ为N?甲基?4,4’-联吡啶正离子，空间群为P2₁/m，单胞参数为a = 7.683(12) ?，b = 15.76(3) ?，c = 13.37(2) ?，α = 90 o, β = 94.86(15)o，γ = 90 o，Z = 2，单胞体积 V = 1613(5) ?³；受光照射后颜色由浅黄色变成深黄色，磁性发生显著改变。                 

本发明制备的一类光致变色的光磁材料之三：化学式为[{Ni(MQ)₂} {Fe(CN)₆}]Cl，其中MQ为N?甲基?4,4’-联吡啶正离子；受光照射后颜色由桔色变成墨绿色，磁性发生显著改变。