[发明专利]一种快速褪色的电致变色材料

说明书

本发明公开一种快速电致变色材料，包含有机阴极电致变色材料、阳极电致变色材料和电解液，所述电解液中悬浮有导电粒子。本发明提供在含有电致变色材料的电解液中添加导电粒子，为带正负电荷的电致变色材料就近提供电荷湮灭的场所，无需迁移到对电极，从而缩短褪色时间。

技术领域

本发明涉及电致变色材料，具体涉及一种快速褪色的电致变色材料，主要应用于电致变色器件，提高器件的褪色速率。

背景技术

电致变色(elecrtochromism)是指对可变色材料施加电场或通入电流时，材料的光学性能(光的透过率、反射率或吸收率)在包括可见光波长的某一波长范围内产生稳定可逆变化的现象。在外观性能上，电致变色则表现为颜色及透明度的可逆变化。当某种极性电压施加到电致变色材料上时，材料的可见光透过率随之增加，这种现象称之为“褪色”，当电压的极性相反时，材料的光透过率又随之减小，呈现为颜色加深，这种现象称之为“着色”。

电致变色材料可分为无机材料和有机材料两大类。通常用作电致变色材料的有机物是紫精类化合物，噻喃类，聚苯胺、PEDOT等；无机电致变色材料又可分为三类:第一类，在高价氧化状态下无色，在低价还原状态下着色，这类材料称为阴极电致变色材料，如WO₃，MoO₃，TiO₂，Nb₂O₅等。第二类，在低价还原状态下无色，在高价状态下着色，这类材料称为阳极电致变色材料，如NiO_x，Rh₂O₃等。第三类，在两种不同价态下具有不同的颜色，这种材料称为双色电致变色材料，如V₂O₅等。

在有机电致变色材料中主要使用的紫精和吩嗪的变色原理如下式1和式2所示：

式1：

式2：

吩嗪类化合物在电场和电流的作用下，失去电子，由无色状态变为浅黄色状态，而紫精则得到电子，由无色状态变为深蓝色状态。褪色时，电子则由紫精分子转移到吩嗪化合物。由此可以看出，决定褪色时间的是紫精分子和吩嗪分子的移动速率。

在目前使用有机电致变色材料的变色器件领域中，通过提高电压或电流之类的方式可以加快变色速率，褪色主要依赖于正负电荷向对应的对电极移动，距离较远，因此，褪色的时间较长。可以通过减小两片导电玻璃之间的间隙也就是提高电场强度，可以缩短褪色时间，但与之带来的问题是变色深度不够，在很多领域难于使用。此外，如文献(J PhysChem B.2000,.104,.11449-11459.)中上述改进阴极电致变色材料，在紫精化合物上接支膦酸盐，吸附在TiO2/FTO表层上，缩短迁移距离，从而缩短了褪色时间。由于使用的是FTO透明导电玻璃，二氧化钛需要高温沉积在FTO膜上，操作过程比较复杂，难以实现批量生产。

综上，缩短电致变色材料的褪色时间，尤其是缩短紫精类变色材料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对上述技术现状，本发明所要解决的技术问题是缩短电致变色材料的褪色时间，尤其是缩短紫精类变色材料的褪色时间。

本发明的目的是如下方案实现的：

本发明一方面提供了一种快速电致变色材料，包含有机阴极电致变色材料、阳极电致变色材料和电解液，上述电解液中悬浮有导电粒子。

优选地，上述导电粒子选自碳纳米管、富勒烯、导电炭黑、导电氧化锡铟或导电二氧化钛粒子中的一种或数种。

优选地，上述导电粒子分散在上述电解液中，上述导电粒子的粒径小于100纳米。

优选地，上述导电粒子为碳纳米管，上述碳纳米管直径小于100纳米，长度小于5微米。