[发明专利]一种胺-钌共轭金属配合物及其在近红外电致变色薄膜中的应用

说明书

本发明公开了一种胺‑钌共轭金属配合物及其在近红外电致变色薄膜中的应用。所述胺‑钌共轭金属配合物的结构式如式Ⅰ所示，具有三态电致变色的特点，其由三芳胺基团和末端羧基修饰的三齿环金属钌配合物通过共价键连接构成。本发明测试了由所述胺‑钌共轭金属配合物单层薄膜作为工作电极组装的近红外电致变色器件的性能：在0.1V和1.1V之间有两个可逆的氧化还原峰，在1,2‑二氯乙烷中具有良好的稳定性；较低的输入电压，可实现显著的三态电致变色行为及近红外的双态吸收。本发明胺‑钌共轭金属配合物在光纤通讯和电子器件等领域有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种胺-钌共轭金属配合物及其在近红外电致变色薄膜中的应用，属于近红外电致变色领域。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性在外部电场作用下发生可逆、稳定的颜色变化的现象。电致变色薄膜应用广泛，例如应用于智能窗户、电子显示器、动态伪装和信息存储等领域。常见的电致变色材料包括无机金属氧化物、有机导电聚合物和氧化还原活性的有机无机材料。然而在近红外区域有明显谱图变化的电致变色薄膜很少被发现。近红外电致变色薄膜尤其在节能窗户和光学衰减器中的活性材料上有很好的应用。近红外电致变色薄膜的使用可以避免常用硅胶光学纤维在近红外区域较大的能量损失。

过渡金属配合物是另一种受到大家的广泛关注电致变色材料。这种电致变色材料具有确定的氧化还原过程和在不同氧化还原状态明显不同的电子吸收，这些性质使过渡金属配合物在电致变色领域有潜在的应用价值。然而过渡金属配合物高的氧化还原电势以及不易于形成薄膜使其在电致变色方面受到阻碍。

发明内容

本发明的目的是提供一种胺-钌共轭金属配合物，所述胺-钌共轭金属配合物能通过自吸附于纳米TiO₂表面形成单层薄膜，可作为近红外电致变色薄膜用于制备近红外电致变色器件。

本发明所提供的胺-钌共轭金属配合物，具有三态电致变色的特点，其由三芳胺基团和末端羧基修饰的三齿环金属钌配合物通过共价键连接构成，其结构式如式Ⅰ所示，

本发明进一步提供了所述胺-钌共轭金属配合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)三氯-4,4’,4”-三甲酯基三联吡啶钌(III)与三氟甲烷磺酸银进行配体交换反应；向所述配体交换反应的滤液中加入N-二(4-甲氧基苯基)-3’,5’-二(吡啶-2-基)-[1,1’-二苯基]-4-胺配体进行配位反应，经后处理后加入饱和KPF6溶液析出，得到式Ⅱ所示4,4’,4”-三酯基三联吡啶钌配合物；

(2)在三乙胺存在的条件下，式Ⅱ所示4,4’,4”-三酯基三联吡啶钌配合物进行水解反应；然后经水解反应后加入盐酸即得权利要求1所述胺-钌共轭金属配合物。

上述的制备方法中，步骤(1)中，所述N-二(4-甲氧基苯基)-3’,5’-二(吡啶-2-基)-[1,1’-二苯基]-4-胺配体的结构式如式Ⅲ所示，其参照文献(Shen J-J；Zhong Y-W.Long-Range Ruthenium-Amine Electronic Communication through the para-Oligophenylene Wire.Sci Rep.2015,5,13835-13843.)中记载的方法进行制备：

上述的制备方法中，步骤(1)中，所述配体交换反应在回流状态下进行；

所述配体交换反应的时间可为2～5小时，具体可为3小时；

所述配体交换反应的溶剂可为丙酮；

所述三氯-4,4’,4”-三甲酯基三联吡啶钌(III)与所述三氟甲烷磺酸银的摩尔比可为1：3～4，具体可为1：3.5；

所述配位反应在回流状态下进行；