[发明专利]一种TiO2

说明书

本发明公开了一种TiO₂纳米颗粒吸附苝酰亚胺衍生物薄膜及其作为电致变色材料的应用，所述的TiO₂纳米颗粒吸附苝酰亚胺衍生物薄膜由N,N’‑双(2‑磷酸乙基)‑3,4,9,10‑苝四甲酸二亚胺(PPDI)与TiO₂纳米颗粒通过化学吸附得到。本发明所制备的电致变色材料与现有的其他电致变色材料相比，具有可逆的颜色变化，高颜色对比度、较快的响应时间等优点。其可显示从红色到紫色的颜色变化，光学对比度可达30.05％，着色时间为1.62s，是潜在的电致变色材料。

(一)技术领域

本发明属于电致变色材料技术领域，特别是涉及一种TiO₂纳米颗粒吸附苝酰亚胺衍生物薄膜及其作为电致变色材料的应用，该电致变色材料可用于电致变色装置中。

(二)背景技术

电致变色是指电活性材料的光学特性，包括材料的透射率、反射率及颜色等在外加电场下发生可逆变化的现象。其最直观的变化就是不同电压下颜色的变化，更重要的是这种颜色的变化具有可逆性。

根据电致变色材料的种类不同，电致变色材料可分为无机电致变色材料和有机电致变色材料，无机电致变色材料因无机材料本身稳固的分子结构，因此具有更高的循环稳定性；而有机电致变色材料的分子结构易于修饰，色彩更丰富，且响应速度更快。

苝酰亚胺是研究最广泛的一种有机色素染料，其结构是一种π聚集缺电子的芳香结构，它具有较好的光、热性质，但由于其溶解性和成膜性问题使得在应用上仍有局限性。后来人们发现在其酰胺位取代吸电子基团可有效调节苝酰亚胺衍生物在溶剂中的溶解性和光电特性。比如采用磷酸或羧酸等吸电子基团对苝酰亚胺的酰胺位进行修饰，可有效地改善其溶解度。尽管其溶解性得到很好的改善，但大多数苝酰亚胺衍生物难以成膜，或成膜后易脱落，限制了其作为电致变色材料的应用。TiO₂是一种典型的无机电致变色材料，在负电位下能发生可逆的氧化还原反应，除此之外，TiO₂也被认为是一种极好的用于固定的半导体以及用于展示材料的极好的基体。通过在ITO煅烧一层上 TiO₂纳米颗粒，再利用TiO₂纳米颗粒与有机小分子上的磷酸或羧酸形成化学吸附，从而解决其成膜问题。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种TiO₂纳米颗粒吸附苝酰亚胺衍生物薄膜及其作为电致变色材料的应用，该薄膜具有可逆的还原/氧化变色现象，对比度高，响应时间短。

下面对本发明的技术方案做具体说明：

本发明的目的之一在于提供了一种TiO₂纳米颗粒吸附苝酰亚胺衍生物薄膜，所述的TiO₂纳米颗粒吸附苝酰亚胺衍生物薄膜由N,N’- 双(2-磷酸乙基)-3,4,9,10-苝四甲酸二亚胺(PPDI)与TiO₂纳米颗粒通过化学吸附得到。

进一步，本发明还提供式(I)所示的TiO₂纳米颗粒吸附苝酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，所述方法按照如下步骤进行：

(1)将TiO₂纳米颗粒分散在去离子水中得到TiO₂纳米分散液，然后向所述的TiO₂纳米分散液中加入醋酸，置于反应釜中在 140～180℃下充分反应，然后加入聚乙二醇搅拌均匀至反应液呈粘性浆糊状，然后将所述的反应液均匀旋涂抹在导电基材上，置于烘箱中进行干燥，干燥后放入马弗炉中进行热处理，所述的导电基材表面形成TiO₂纳米颗粒薄膜；所述的TiO₂纳米颗粒与水质量比为1：10；所述的醋酸的浓度为0.05～0.2mol/L；所述水与醋酸体积比为2～4:1；所述的聚乙二醇与TiO₂纳米颗粒质量比为0.3～0.5:1；