[发明专利]一种紫精配合物薄膜的制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种紫精金属配合物薄膜的电化学合成方法，利用紫精衍生物配体的氧化还原特性，在电极表面还原紫精配体导致电极表面局部pH值升高，从而促进紫精配体的去质子化，最终诱导在电极表面形成金属配合物。本发明提供的方法直接利用紫精配体的还原性质，不需要另外借助一些具有特殊还原性的分子或离子，不需要借助牺牲金属阳极，可以在多种导电基底上制备配合物薄膜。本发明提供的方法工艺简单、条件温和，制备得到的紫精配合物具有多种智能光电特性，在智能光电领域特别是电致变色领域具有巨大的应用前景。本发明还提供了一种紫精金属配合物薄膜的应用。

技术领域

本发明属于金属配合物技术领域，尤其涉及一种紫精配合物薄膜的制备方法和应用。

背景技术

紫精(N,N-二取代-4,4-联吡啶)类材料具有很好的氧化还原特性，自1932年被发现以来在电致变色领域得到了广泛的应用。此类材料N,N-二取代的位置易于修饰，可以设计成功能配体和金属中心配位得到金属配合物。金属配合物具有易于调控的结构、大的比表面积及高的电荷迁移率等特性，有利于实现电致变色过程，因而是一种很有潜力的电致变色材料。

近年来紫精金属配合物吸引了很多研究者的注意，但目前所报道的紫精配合物的合成大都采用溶剂热法，这种方法耗时长、能耗大且不易控制，最重要的是难以得到配合物薄膜，很大程度上限制了紫精配合物的应用领域尤其是电致变色领域，因此目前关于紫精配合物的电致变色研究甚少。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种紫精配合物薄膜的制备方法和应用，本发明提供的紫精配合物的制备方法工艺简单、条件温和，制备得到的薄膜产品具有较好的性能。

本发明提供了一种紫精配合物薄膜的制备方法，包括：

采用三电极体系，在工作电极表面还原紫精配体单体，得到紫精配合物薄膜；

所述还原过程中采用的电沉积液包括：紫精配体单体、金属源、电解质和溶剂。

优选的，所述紫精配体单体选自具有氧化还原性的紫精衍生物配体。

优选的，所述金属源选自锌盐。

优选的，所述工作电极选自导电基底。

优选的，所述还原在电压或电流的作用下进行。

优选的，所述锌盐选自氯化锌和/或硝酸锌。

优选的，所述导电基底选自ITO、FTO或PET/ITO。

优选的，所述还原的方法为恒电压法。

优选的，所述紫精配体单体选自下式中的一种或几种：

本发明提供了一种电致变色材料，包括：

上述技术方案所述的方法制备得到的紫精配合物薄膜。

本发明提供的方法突破传统金属配合物的制备方法，提供了一种方便快捷的电化学合成方法，本发明提供的方法可以在多种导电基底上制备紫精金属配合物薄膜，为金属配合物的合成拓宽了领域，同时对紫精配合物材料在电致变色领域的应用有着重要的意义。

本发明提供了一种利用紫精衍生物配体、基于阴极还原性电合成制备金属配合物薄膜的方法，系统采用三电极体系(对电极，工作电极，参比电极)，借助紫精衍生物的氧化还原特性(如图1所示，起始时，紫精处于双阳离子态，在外加负电场的作用下，得到一个电子变为阳离子自由基形式；之后继续得到一个电子，紫精进一步转变为中性结构，当施加反向电压或者撤去电压时，阳离子自由基和中性结构的紫精则氧化重新变为双阳离子态)，在工作电极表面还原紫精配体导致局部pH值升高，从而促进紫精配体的去质子化诱导在电极表面形成金属配合物，最终得到紫精金属配合物薄膜。