胡增权[1]2004年在《无机/高分子复合光致变色材料的制备与表征》文中提出纳米粒子以其独特的光、声、电、磁、热、催化、力学、化学活性等性质及巨大潜在的高科技应用前景，成为材料科学研究的热点之一，引起世界各国科学家的极大关注。无机—有机纳米复合材料综合了无机、有机和纳米材料的优良特性，广泛应用于电子、化学、催化、生物、机械等领域。光致变色复合材料由于其优良的光学特性和应用价值而被材料学家广泛关注。本文采用原位聚合法将光致变色玻璃微粉掺入到PMMA和PS的共聚物中，制备了光致变色无机／有机复合材料；采用原位聚合法将光致变色纳米玻璃粒子掺入到PMMA和PS的共聚物中，制备了光致变色无机／有机纳米复合材料；对制备条件进行了系统地研究；采用TGA-DTA、FTIR、XRD、SEM等现代分析手段对制备的材料进行了系统地表征。结果表明，所制得的复合材料具有较好的透过率和一定的光致变色性能。
李卓娟[2]2018年在《杂多酸基无机—有机复合膜制备及光致变色性能研究》文中研究说明距首次提出光致变色现象已有一个多世纪,随着对光致变色现象原理的深入研究,光致变色材料的种类和应用也得到了极大拓展,其中杂多酸基光致变色材料因其吸收光谱横跨紫外光区和可见光区而得到较多关注,杂多酸基复合材料的潜力也得以展现。本文通过以聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)和聚噻吩(PTh)叁种物质作为高分子底物,与磷钼酸(PMoA)结合,采用滴膜法制备无机-有机复合膜,并对复合膜光致变色性能和机制进行研究。1、磷钼酸/聚吡咯无机-有机复合膜,磷钼酸与聚吡咯复合前后与光照后的基本形貌发生了改变。经过可见光的照射,复合膜颜色由无色转变为蓝色,在置于真空或者充满氮气的条件下,复合膜不发生褪色。在氧气存在下,复合膜可褪色,并由蓝色变为无色,氧气在褪色反应中起着决定性的作用,光致变色过程是按照质子转移机制进行的。2、磷钼酸/聚苯胺无机-有机复合膜,由红外光谱分析可知在复合膜中存在聚苯胺高分子的基本结构和Keggin结构的磷钼酸;AFM的分析结果说明,杂多酸与高分子复合前后与光照后的基本形貌发生了改变;通过紫外光谱研究升色和褪色过程;通过XPS研究光生电子转移机制。复合膜经过可见光的照射,颜色由无色转变为蓝色,氧气在光至变色反应中起着决定性的作用。说明了这是由于高分子聚合物和磷钼酸之间质子转移机制而产生的可逆的光致变色反应。3、磷钼酸/聚噻吩无机-有机复合膜,杂多酸与高分子复合前后与光照后的基本形貌发生了改变。复合膜经过可见光的照射,颜色由无色转变为蓝色。在氧气存在下,复合膜开始褪色,由蓝色变为无色,氧气在褪色反应中起着决定性的作用。期间Mo~(+6)被还原成Mo~(+5),在有氧气的条件下Mo~(+5)被氧化成Mo~(+6),说明了这是由于高分子聚合物和磷钼酸之间电子转移机制而产生的可逆的光至变色反应。
艾丽梅[3]2007年在《无机—高分子复合膜的制备及光致变色性能的研究》文中提出杂多化合物由于具有高电子密度和可逆的多价态还原产物特别适合做光电材料。近年来,为实现在这些科技领域的应用,将其引入到高分子网络制成光致变色复合薄膜的工作得到广泛的关注。本文以水溶性高分子为底物设计制备了一系列含杂多化合物的高分子复合膜,利用透射电子显微镜、原子力显微镜和红外分光光度计等工具研究了这些复合膜的微结构、表面形貌,并利用紫外-可见吸收光谱、电子自旋共振光谱等测试手段系统地研究了复合膜的光致变色性质及可能机理。通过以上的实验,我们得到了一些创新性的结果,其主要内容可以归纳如下;以聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮作为高分子基底分别制备了一系列含杂多化合物的各具特色的新型光致变色薄膜。两类复合膜具有良好的光致变色性能,在紫外光照射下可以通过氢键构建的电荷转移桥将有机分子中的电子传输给杂多酸,使杂多酸发生光还原反应生成杂多蓝,光还原反应符合电荷转移机理。调整复合膜中杂多酸种类和组分的配比对复合膜结构和光致变色性能存在显着影响。研究结果表明钼磷酸复合膜光致变色的着色效率要强于钨磷酸复合膜,但其褪色速率却逊色于钨磷酸复合膜。这些现象是由多酸本身的氧化-还原性质决定的。将Keggin结构钼磷酸分散在聚乙二醇体系中,制备了具有光致变色性能的纳米复合膜。结果表明小尺寸的钼磷酸纳米粒子均匀分散在高分子基质中。钼磷酸和高分子基质之间存在强非价键相互作用。在紫外光照射下,复合薄膜按照电荷转移机理发生光还原反应,生成杂多蓝。为改善复合物的成膜性,使用苯乙烯丙酸共聚乳液(SAL)作为非活性成膜助剂,有效的改进了光致变色薄膜的光学和机械性能。以上结果在以前的文献中未见报道。上述结果表明在这些体系的可逆光致变色过程中,起决定因素的是高分子中活性官能基团与杂多酸之间的相互作用。此外,由于消色过程是一个与氧气有关的化学反应,因此薄膜的表面致密性及多酸本身的氧化-还原性质对复合膜的褪色过程影响很大。
张伟[4]2013年在《杂多金属化合物基可见光光致变色复合薄膜的制备与性能研究》文中提出目前，对杂多金属化合物的基础和应用研究引起人们广泛的关注，以杂多金属化合物为基础的功能性复合材料和器件的研究得到了逐步发展，制备杂多金属化合物的功能性复合材料的新方法也不断涌现。其中，薄膜技术允许将不同种类和功能的物质按照某种需要进行复合，必将赋予薄膜材料更新的功能。因此，杂多金属化合物基光致变色复合薄膜的制备与性能研究一直是人们感兴趣并不断探索的研究课题。本论文针对目前国内外杂多金属化合物基可见光光致变色体系研究较少的现状，通过杂多金属化合物与有机高分子或与可见光激发的无机半导体纳米材料复合，构建杂多金属化合物基可见光光致变色纳米复合薄膜体系。研究复合薄膜组成、结构与可见光光致变色性能间的内在关系。提出杂多金属化合物基可见光光致变色纳米复合薄膜体系的可能机制，从而为相关光致变色体系的研究提供理论基础。该系列材料在环境监测与污染治理领域具有潜在的应用前景。1.采用滴膜法利用氢键作用制备了具有可逆光致变色性能的磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜，磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜具有良好的光致变色性质。通过红外光谱、紫外可见光谱、原子力显微镜、X-射线光电子能谱等测试手段研究了磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜复合薄膜的结构、光致变色性质及机理。红外光谱FT-IR和原子力显微镜AFM结果表明磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜可见光光照前后在形貌、微结构上存在差异。FT-IR分析结果表明，Keggin结构磷钼酸分子的基本结构在磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜中仍然存在。AFM结果表明复合前后以及磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜光照前后的表面形貌发生了变化。在可见光光照下磷钼酸-乙基纤维素复合薄膜由无色变为蓝色，紫外可见吸收光谱表明复合膜中发生了电子由乙基纤维素向杂多阴离子的转移，分散在乙基纤维素高分子中的磷钼酸阴离子在可见光光照射下能够被还原，生成杂多蓝。2.采用滴膜法利用氢键作用制备了具有可逆光致变色性能的磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜，磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合膜具有良好的光致变色响应性和可逆性。通过红外光谱、紫外可见光谱、原子力显微镜、X-射线光电子能谱等测试手段研究了磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜的结构、光致变色性质及机理。红外光谱FT-IR和原子力显微镜AFM结果表明磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜可见光光照前后在形貌、微结构上存在差异。FT-IR分析结果表明，Keggin结构磷钼酸分子的基本结构在磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜中仍然存在。AFM结果表明复合前后以及磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合膜光照前后的表面形貌发生了变化。在可见光光照下磷钼酸-聚乙烯吡咯烷酮复合膜由无色变为蓝色，紫外可见吸收光谱表明复合膜中发生了电子由聚乙烯吡咯烷酮向杂多阴离子的转移，分散在聚乙烯吡咯烷酮高分子中的磷钼酸阴离子在可见光光照射下能够被还原，生成杂多蓝。3.采用溶胶-凝胶法制备了具有可逆光致变色性能的PMoA/SiO_2/ZnFe_2O_4复合薄膜，PMoA分子均匀地分布在PMoA/SiO_2/ZnFe_2O_4复合薄膜中。PMoA/SiO_2/ZnFe_2O_4复合膜具有良好的光致变色响应性和可逆性。通过一系列测试手段研究了复合膜的结构、光致变色性质及机理。结果表明PMoA/SiO_2/ZnFe_2O_4复合薄膜复合前后在形貌、微结构上存在差异。FT-IR分析结果表明，Keggin结构磷钼酸分子的基本结构在复合薄膜中仍然存在，在PMoA与ZnFe_2O_4间形成电荷转移桥。AFM结果表明复合前后以及PMoA/SiO_2/ZnFe_2O_4复合膜光照前后的表面形貌发生了显着变化。在可见光光照下复合膜由无色变为蓝色，杂多酸被还原产生杂多蓝。XPS结果表明ZnFe_2O_4受可见光激发产生光生电子，导致磷钼酸发生光还原反应，生成杂多蓝。体系的光致变色过程是按照光生电子转移机制进行的。4.采用LBL技术制备PMoA/PAM自组装多层结构复合膜，研究复合膜的微结构及其在紫外光和可见光下的光致变色性能及机理。PMoA/PAM LBL膜在制备过程中实现了稳步增长，并具有稳定的结构。PMoA以球形结构均匀地分散在高分子体系中。在可见光和紫外光照射下复合膜均由无色变为蓝色，杂多酸分子被还原成杂多蓝，在该过程中复合膜展现了良好的光致变色性能。其光致变色机理可以解释为，PMoA/PAM LBL膜经光照激发后，电荷转移桥上的酰胺基的质子氢通过该桥转移给多酸的氧原子，导致多酸八面体结构的O→Mo配体金属电荷转移键发生还原。
齐鹤[5]2007年在《纳米复合薄膜的制备及光致变色性能的研究》文中进行了进一步梳理光致变色复合材料由于其优良的光学特性和应用价值得到广泛的关注。而杂多酸因其具有确定的结构和特异、优越的光、电、磁等物理化学性质,已经成为构造新型功能材料的重要无机构筑块。本文以磷钼酸为主体合成了一系列纳米复合薄膜,研究了不同类型复合膜的微结构和光致变色性能,主要内容可归纳如下;●利用溶胶-凝胶法制备了磷钼酸/二氧化钛复合薄膜,得到了机械性能和稳定性良好的可逆光致变色薄膜。复合膜在复合前后的表面形貌、微结构都有相应的变化,是由于在PMoA与TiO_2界面问形成了Mo-O-Ti键电荷转移桥。在紫外光照下,复合薄膜由无色变蓝色,蓝色薄膜在空气中暗处放置后可恢复为无色。磷钼酸/二氧化钛体系的光致变色过程是按照电子迁移的机制进行的。●利用氢键作用将杂多酸复合到聚丙烯酰胺高分子网络内制备了一系列的新型光致变色薄膜。该类复合膜具有良好的光致变色性能,在紫外光照射下可以通过氢键构建的电荷转移桥将有机分子中的电子传输给杂多酸,使杂多酸发生还原反应而变色,整个光还原过程按照一种自由基机理进行。pH对复合膜结构和光致变色性能存在显着影响。体系光致变色性能随pH的增加而降低,这种光致变色性能的差异主要是pH变化引起杂多化合物分子结构的变化导致的。●将Fe~(2+)引入到磷钼酸/PAM中形成新的复合体系。复合体系的微观结构,由规则的球状分布变为不规则形状分布。杂多化合物与N-H键之间形成了氢键作用构建了电荷转移桥,而N原子和Fe~(2+)则通过配位形成金属络合物。Fe~(2+)掺杂影响了复合膜的变色强度,这种响应性的差异主要是由于Fe~(2+)的掺杂构成了光激发下的电子竞争环境,Fe~(2+)对电子的部分吸收导致了参与光还原反应的杂多化合物分子数量的降低。pH对复合膜结构和光致变色性能存在显着影响。随着pH的增加,薄膜的光致变色生色饱和强度逐渐升高。这种响应性的差异主要是由于碱性物质的加入扰动了Fe~(2+)与高分子之间以及多酸分子与高分子之间的作用平衡,使多酸分子与高分子之间的作用增强。
贾屹夫, 张复实[6]2011年在《无机光致变色材料的研究进展》文中研究表明感光材料是现代社会中非常重要的一类材料,它被广泛应用在建筑、信息、照明、汽车等方面。在众多感光材料中,无机光致变色材料凭借其优异的光、电、磁性能长期以来受到青睐,是近些年的研究热点。其种类主要包括多金属氧酸盐、过渡金属氧化物、金属卤化物、金属迭氮化物等。由于无机材料不易进行分子修饰与剪裁,因此将无机和有机感光材料复合而成的复合感光材料也吸引着越来越多的人的兴趣,其中主要是无机/高分子复合体系。复合感光材料将是一个重要的研究方向,它将有更加广阔的应用前景。
参考文献：
[1]. 无机/高分子复合光致变色材料的制备与表征[D]. 胡增权. 长春理工大学. 2004
[2]. 杂多酸基无机—有机复合膜制备及光致变色性能研究[D]. 李卓娟. 吉林大学. 2018
[3]. 无机—高分子复合膜的制备及光致变色性能的研究[D]. 艾丽梅. 大连海事大学. 2007
[4]. 杂多金属化合物基可见光光致变色复合薄膜的制备与性能研究[D]. 张伟. 吉林大学. 2013
[5]. 纳米复合薄膜的制备及光致变色性能的研究[D]. 齐鹤. 大连海事大学. 2007
[6]. 无机光致变色材料的研究进展[J]. 贾屹夫, 张复实. 信息记录材料. 2011