[发明专利]基于离子键和配位键协同构建碘银酸盐热致变色材料及其制备方法有效
申请号: | 201811354705.8 | 申请日: | 2018-11-14 |
公开(公告)号: | CN109401750B | 公开(公告)日: | 2021-08-17 |
发明(设计)人: | 于探来;郭艳梅;武国兴;王中慧 | 申请(专利权)人: | 吕梁学院 |
主分类号: | C07F1/10 | 分类号: | C07F1/10;C08G83/00;C09K9/02;C07D213/127;C07D213/22 |
代理公司: | 重庆强大凯创专利代理事务所(普通合伙) 50217 | 代理人: | 王典彪 |
地址: | 033000 *** | 国省代码: | 山西;14 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 离子键 配位键 协同 构建 碘银酸盐热致 变色 材料 及其 制备 方法 | ||
本发明申请属于无机‑有机杂化材料技术领域,具体公开了一种基于离子键和配位键协同构建碘银酸盐热致变色材料及其制备方法,以1,1′‑亚甲基‑双(4,4′‑联吡啶)阳离子作为结构导向剂和电子受体,以富电子的碘银酸盐为电子给体,通过室温溶液挥发法合成了基于离子键和配位键的碘银酸盐热致变色材料。本发明主要用于显示、传感、防伪标识等领域,以解决卤金属酸盐热致变色材料变色不明显的问题。
技术领域
本发明属于无机-有机杂化材料技术领域,具体公开了一种基于离子键和配位键协同构 建碘银酸盐热致变色材料及其制备方法。
背景技术
热致变色材料由于其在示温材料、智能材料、化学防伪以及高科技领域的应用受到广泛 关注。目前,热致变色材料主要分为四类:无机类、有机类、液晶类和无机-有机杂化类。 相比前三类变色材料,无机-有机杂化材料兼具无机化合物的热稳定性、高强度和有机化合 物易于调变或加工的双重特点,甚至能通过协同作用产生一些新的性能。因此,设计与合成 具有优异热致变色性能的杂化材料成为了当前科学研究的热点之一。
在电子结构可调的卤金属酸盐杂化物领域,铅碘酸盐和铋碘酸盐杂化物也经常表现出热 致变色行为,其变色归因于热诱导的相变行为或晶格收缩;不同于上述的变色机理,付云龙 小组在2014年报道了一类新型的卤金属酸盐热致变色材料-氰基吡啶阳离子导向的碘银酸盐 杂化材料,其变色源于温度依赖的分子间的电荷转移几率变化。但是目前该领域仍存在以下 几个问题:(1)分子间电荷转移受温度影响较小,使得现有的卤金属酸盐热致变色不明显; (2)设计与合成策略比较单一,制备化合物均为离子型化合物,使得应用范围变小;(3) 热致变色材料均简单描述其具有可逆特性,但其抗疲劳性未深入调研。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于离子键和配位键协同构建碘银酸盐热致变色材料及其 制备方法,以解决卤金属酸盐热致变色材料变色不明显的问题。
为了达到上述目的,本发明的基础方案为:基于离子键和配位键协同构建碘银酸盐热 致变色材料,以1,1′-亚甲基-双(4,4′-联吡啶)阳离子作为结构导向剂和电子受体,以富电 子的碘银酸盐阴离子为电子给体,通过室温溶液挥发法合成了基于离子键和配位键形成的碘 银酸盐热致变色材料的化合物,碘银酸盐热致变色材料的化学式为[(MBP)(Ag3I5)]n,其中, MBP2+为1,1′-亚甲基-双(4,4′-联吡啶)阳离子,[Ag3I5]n2n-阴离子为一维链状结构,MBP2+的结构如下:
本基础方案的有益效果在于:
(1)经过发明人长期实验发现,合成具有变色明显的卤金属酸盐热致变色材料仍是一 个挑战,通过改变设计与和合成的策略,经过多次实验发现了离子键和配位键协同构建的碘 银酸盐热致变色材料,本发明通过离子键和配位键协同构建策略有效地提高了给受体间的电 荷转移,使得热致变色材料的稳定性提高,本发明的热致变色材料明显的颜色和在 400nm-600nm范围内的可见吸收带归属于富电子特性的碘银酸盐到缺电子特性的MBP2+阳 离子间的相互分子间电荷转移(ICT);
(2)本发明的热致变色材料变色明显(深红色到橘色),响应速度快(变色小于1s),抗疲劳性好(循环大于10次)的可逆低温热致变色;
(3)本发明的热致变色材料中的键距、键角和π···π堆积相互作用利于电荷转移,使得 变色效果明显;
(4)本发明的热致变色材料不同于常见的N-位点全部质子化或烷基化吡啶盐阳离子导 向的碘银酸盐离子型化合物,所述1,1′-亚甲基-双(4,4′-联吡啶)阳离子MBP2+不仅可以通 过正电荷来发挥导向效应,而且具有潜在的配位位点,易于形成同时具有离子键和配位键的 杂化材料。
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