[发明专利]一种光致变色复合材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种光致变色复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

(a)提供一介孔材料，该介孔材料包括多个介孔通道；

(b)以介孔材料为模板，在所述介孔通道中生成纳米金属氧化物，其中纳米金属氧化物为纳米氧化铜/氧化亚铜；

(c)向步骤(b)得到的介孔材料加入银盐溶液，使银盐填充于所述介孔材料的介孔通道内；

(d)将步骤(c)得到的填充有银盐的介孔材料与卤化物或者卤素单质进行反应生成纳米卤化银，在这一反应中以纳米金属氧化物为晶核而使纳米卤化银与纳米金属氧化物紧密结合并附于纳米金属氧化物的表面；

(e)对步骤(d)得到的介孔材料的介孔通道进行封闭和堵塞，在介孔通道内形成含二氧化硅的复合结构，并且该含二氧化硅的复合结构包裹纳米卤化银与纳米金属氧化物而在所述纳米卤化银的表面形成外壳，得到光致变色复合材料。

2.一种如权利要求1所述的光致变色复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)中所述介孔材料为无机或有机介孔材料，具体为硅酸盐介孔材料、玻璃介孔材料、铝磷酸盐介孔材料、有机硅介孔材料、聚四氟乙烯介孔材料、聚酰亚胺介孔材料中的至少一种，所述介孔材料的介孔通道的尺寸为2纳米～50纳米。

3.一种如权利要求1所述的光致变色复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，以介孔材料为模板，在所述介孔通道中生成纳米金属氧化物的方法具体为：

先将氨源化合物和金属盐溶液充满所述介孔材料的介孔通道，其中所述氨源化合物为硫酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、钼酸铵、钒酸铵、尿素、六次甲基四胺中的至少一种；

然后进行加热或光照，使氨源化合物与金属盐反应，得到纳米碱式盐沉淀；

再将纳米碱式盐沉淀经过反应得到纳米金属氧化物。

4.一种如权利要求1所述的光致变色复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，以介孔材料为模板，在所述介孔通道中生成纳米金属氧化物的方法具体为：

先将碳酸盐或碳酸氢盐充满所述介孔材料的介孔通道；

然后，将介孔通道充满碳酸盐或碳酸氢盐的介孔材料浸泡于金属盐溶液中，使碳酸盐或碳酸氢盐与金属盐反应，得到纳米碱式盐沉淀；

再将纳米碱式盐沉淀经过反应得到纳米金属氧化物。

5.一种如权利要求1所述的光致变色复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，以介孔材料为模板，在所述介孔通道中生成纳米金属氧化物的方法具体为：先将含异丙醇或异丁醇的金属盐溶液充满所述介孔材料的介孔通道，然后采用γ辐射或紫外线辐射方法生成纳米金属氧化物。

6.一种如权利要求1所述的光致变色复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(d)中所述卤素单质或者卤化物中的卤素为Cl、Br、I中的一种。

7.一种如权利要求1所述的光致变色复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(e)中对步骤(d)得到的介孔材料的介孔通道进行封闭和堵塞的方法为：

将介孔材料浸泡于含硅酸乙酯、硼酸、无机盐的混合溶液中，使混合溶液充满所述介孔材料的介孔通道；

然后将混合溶液中的硅酸乙酯水解，再于200摄氏度～800摄氏度高温烧结，生成含二氧化硅的复合结构，其中，含二氧化硅的复合结构为二氧化硅-无机氧化物的复合结构，含二氧化硅的复合结构包裹纳米卤化银与纳米金属氧化物而在所述纳米卤化银的表面形成外壳。

8.一种如权利要求1所述的光致变色复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(e)中对步骤(d)得到的介孔材料的介孔通道进行封闭和堵塞的方法为：

采用低熔点玻璃粉、低熔点釉料加热熔融得到熔融物，再利用该熔融物对介孔材料的介孔通道进行封闭和堵塞，而形成含二氧化硅的复合结构，其中该含二氧化硅的复合结构包裹纳米卤化银与纳米金属氧化物而在所述纳米卤化银的表面形成外壳。

9.一种采用如权利要求1至8任一项制备方法得到的光致变色复合材料，其特征在于，所述光致变色复合材料包括介孔材料以及填充于介孔材料的介孔通道的填充材料，该填充材料为纳米卤化银与纳米金属氧化物复合物以及包裹该纳米卤化银与纳米金属氧化物复合物的表面的外壳，该纳米卤化银与纳米金属氧化物紧密结合，所述外壳为含二氧化硅的复合结构。