一种固体控光粒子、合成方法及其在非蓝色基调光阀中的应用技术

本发明专利技术公开了一种固体控光粒子、合成方法及其在非蓝色基调光阀中的应用。以酯类为溶剂，以碳原子数小于8的低碳醇和蒸馏水为电荷平衡剂，同时加入季铵盐为相转移剂，以特定比例的单质卤素、金属卤化物、金属有机络合物、含氮有机配体和硝化纤维素作为原料，制备非蓝色固体控光粒子，以及以该固体控光粒子为基材构建非蓝色基调的光阀，克服了以往技术中存在的光阀暗态为单一蓝色基调的缺点，达到颜色可调的目的，取得了较好的技术效果，同时生产成本得以降低，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种固体控光粒子、合成方法及其在非蓝色基调光阀中的应用


[0001]本专利技术属于光阀
，涉及一种固体控光粒子、合成方法及其在非蓝色基调光阀中的应用。

技术介绍

[0002]光阀是一种可以调节通过自身光线透过率的装置，特别地，在本专利技术中，光阀是指能够通过调节施加在其上的电压来控制光线透过率的装置，这种装置也被称为电致变色装置。具体而言，光阀(以下简称为LV)是指可以通过调节施加在介质上的交流电(AC)电压高低来控制通过介质的光线透过率的装置。这种光阀具有主动调控光线透过率和节能优势，该设备可以用作航天器、高铁、汽车、建筑物等的智能窗户，和车后视镜、太阳镜、显示器等。
[0003]八十多年前，人们就专利技术了包含纳米粒子的光阀装置。尽管悬浮粒子调光膜已开发成功多年，但是这种调光膜的暗态为蓝色。在实际应用中，人们不太喜欢这种冷色调，而更倾向于丰富多彩的多种其它颜色。
[0004]因此，如何找到一种非蓝色暗态基调的光阀，解决目前光阀应用中存在的上述问题，拓宽其应用的深度和宽度，已成为本领域诸多具有前瞻性的研究人员广泛关注的焦点之一。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种固体控光粒子、合成方法及其在非蓝色基调光阀中的应用。光阀暗态为非蓝色，亮态为透明。本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0006]首先，本专利技术提供一种固体控光粒子材料。固体控光粒子为无机
‑
有机配合物，组分包括七种，可用通式表示如下：[X]a
[M]br/>[T]c
[L1]d
[N]e
[L2]f
[L3]g
，其中[X]为卤素元素，[M]为金属元素A，[T]为金属元素B，[L1]为含氮有机配体，[N]为硝化纤维素，[L2]为非含氮有机配体，[L3]为季铵盐阳离子配体；各组分的摩尔比：a＝1，b＝0.05～0.5；c＝0～0.5，d＝0.2～1，e＝0.01～0.2，f＝0～0.5，g＝0～0.1，其中b+c≥0.15。
[0007]进一步地，所述卤素元素[X]一部分来源于单质卤素，一部分来源于金属卤化物，一部分来源于卤化季铵盐；所述金属元素A[M]来源于金属卤化物；所述金属卤化物选自氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、氯化钪、氯化钛、氯化钒、氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯化锇、氯化铱、氯化铂、氯化铜、氯化锌、氯化镉，氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锡、氯化铅、氯化锑、氯化铋，稀土氯化物；溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化镁、碘化锶、碘化钡、碘化亚铁、碘化钴、碘化镍、碘化铜、碘化锌、碘化镉，碘化铟、碘化锡和碘化铅中的至少一种。
[0008]进一步地，所述金属元素B[T]、非含氮有机配体[L2]来源于金属有机络合物；所述金属有机络合物选自乙酰丙酮钛(III)、乙酰丙酮钛(IV)、乙酰丙酮钒、乙酰丙酮铬、乙酰丙
酮锰(II)、乙酰丙酮锰(III)、乙酰丙酮铁(II)、乙酰丙酮铁(III)、乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮钼、乙酰丙酮钌、乙酰丙酮铑、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铱、乙酰丙酮钇、乙酰丙酮镧、乙酰丙酮铈、乙酰丙酮铕、乙酰丙酮镝、二茂铁、二茂钴、二茂镍、二茂锰、二茂钛、二茂铬、二茂铜、二茂钌、二茂钒、二茂锆、二茂镧、酞箐铜、酞箐镍、箐酞锌、酞箐钴、酞箐铁、酞箐钒、锰酞钛、箐酞铬、酞箐钌、酞箐锆、酞箐镧、卟啉铜、卟啉钴、卟啉镍、卟啉铁、卟啉钒、锰酞钛、箐酞铬、卟啉钌、卟啉锆、卟啉镧中的至少一种。
[0009]进一步地，所述[L3]季铵盐阳离子配体结构可用通式R4NX表示，其中R为C
n
H
2n+1
，n为1～28的整数，四个R可以相同，也可不同；其中X为卤素负离子，选自F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
中的至少一种，也可以为酸根，选自HSO4‑
、RCOO
‑
中的至少一种。
[0010]进一步地，所述[L3]季铵盐阳离子配体来源于苯扎氯铵、苯扎溴铵中的至少一种。
[0011]进一步地，所述含氮有机配体[L1]为含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯，选自下列化合物中的至少一种：
[0012][0013][0014]进一步地，所述硝化纤维素[N]选自下列型号中的至少一种：L1/8、L1/4a、L1/4b、L1/2a、L1/2b、L1/16、L1/32、H1/8、H1/4a、H1/4b、H1/2a、H1/2b、H1/16、H1/32。
[0015]进一步地，所述固体控光粒子的粒子长度为20～800nm，粒子长度与宽度之间纵横比为1～30。
[0016]在本专利技术的第二方面，提供一种固体控光粒子的合成方法。各原料的摩尔比为单质卤素：金属卤化物：金属有机络合物：含氮的有机配体：硝化纤维素＝1：0.05～0.5：0～0.5：0.2～1：0.01～0.2。以酯类为溶剂，以碳原子数小于8的低碳醇和蒸馏水为电荷平衡剂，同时加入季铵盐为相转移剂。
[0017]进一步地，所述季铵盐可以通式R4NX表示，其中R为C
n
H
2n+1
，n为1～28的整数，四个R可以相同，也可不同；其中X为卤素负离子，选自F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
中的至少一种，也可以为酸根，选自HSO4‑
、RCOO
‑
中的至少一种。
[0018]进一步地，所述季铵盐选自苯扎氯铵、苯扎溴铵中的至少一种。
[0019]进一步地，所述反应体系中季铵盐的浓度为0.2～5.0mmol/L。
[0020]进一步地，以酯类为溶剂，以碳原子数小于8的低碳醇和蒸馏水为电荷平衡剂，同时加入季铵盐为相转移剂，具体制备步骤包括：
[0021]a、向反应容器中加入一定量的硝化纤维素、单质卤素、酯类溶剂、金属卤化物、金属有机络合物、季铵盐，搅拌均匀后维持温度在5～150℃；
[0022]b、向a中加入碳原子数小于8的低碳醇、蒸馏水和含氮有机配体，继续保持温度5～150℃，搅拌反应0.1～20小时，停止反应、室温放置；
[0023]c、将b反应溶液在不高于5000G的条件下离心0.2～2小时以除去大颗粒产物；
[0024]d、将c的上清液在不低于10000G的条件下离心0.5～20小时，弃去上清液，获得非蓝色固体控光粒子。
[0025]在本专利技术的第三方面，提供一种非蓝色基调的光阀。光阀暗态为非蓝色，亮态为透明，包括两个透明电极和夹在电极之间的聚合物基质层，聚合物基质层中分布着液体悬浮介质，液体悬浮介质中分散着上述方法制备的固体控光粒子。
[0026]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体控光粒子，为无机
‑
有机配合物，其特征在于，组分包括七种，可用通式表示如下：[X]
a
[M]
b
[T]
c
[L1]
d
[N]
e
[L2]
f
[L3]
g
，其中[X]为卤素元素，[M]为金属元素A，[T]为金属元素B，[L1]为含氮有机配体，[N]为硝化纤维素，[L2]为非含氮有机配体，[L3]为季铵盐阳离子配体；各组分的摩尔比：a＝1，b＝0.05～0.5；c＝0～0.5，d＝0.2～1，e＝0.01～0.2，f＝0～0.5，g＝0～0.1，其中b+c≥0.15。2.根据权利要求1所述的一种固体控光粒子，其特征在于，所述卤素元素[X]一部分来源于单质卤素，一部分来源于金属卤化物，一部分来源于卤化季铵盐；所述金属元素A[M]来源于金属卤化物；所述金属卤化物选自氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、氯化钪、氯化钛、氯化钒、氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯化锇、氯化铱、氯化铂、氯化铜、氯化锌、氯化镉，氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锡、氯化铅、氯化锑、氯化铋，稀土氯化物；溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化镁、碘化锶、碘化钡、碘化亚铁、碘化钴、碘化镍、碘化铜、碘化锌、碘化镉，碘化铟、碘化锡和碘化铅中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种固体控光粒子，其特征在于，所述金属元素B[T]、非含氮有机配体[L2]来源于金属有机络合物；所述金属有机络合物选自乙酰丙酮钛(III)、乙酰丙酮钛(IV)、乙酰丙酮钒、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮锰(II)、乙酰丙酮锰(III)、乙酰丙酮铁(II)、乙酰丙酮铁(III)、乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮钼、乙酰丙酮钌、乙酰丙酮铑、乙酰丙酮钯、乙酰丙酮铱、乙酰丙酮钇、乙酰丙酮镧、乙酰丙酮铈、乙酰丙酮铕、乙酰丙酮镝、二茂铁、二茂钴、二茂镍、二茂锰、二茂钛、二茂铬、二茂铜、二茂钌、二茂钒、二茂锆、二茂镧、酞箐铜、酞箐镍、箐酞锌、酞箐钴、酞箐铁、酞箐钒、锰酞钛、箐酞铬、酞箐钌、酞箐锆、酞箐镧、卟啉铜、卟啉钴、卟啉镍、卟啉铁、卟啉钒、锰酞钛、箐酞铬、卟啉钌、卟啉锆、卟啉镧中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种固体控光粒子，其特征在于，所述[L3]季铵盐阳离子配体结构可用通式R4NX表示，其中R为C
n
H
2n+1
，n为1～28的整数，四个R可以相同，也可不同；其中X为卤素负离子，选自F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
中的至少一种，也可以为酸根，选自HSO4‑
、RCOO
‑
中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种固体控光粒子，其特征在于，所述[L3]季铵盐阳离子配体来源于苯扎氯铵、苯扎溴铵中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种固体控光粒子，其特征在于，所述含氮有机配体[L1]为含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯，选自下列化合物中的至少一种：n为1
‑
4；n为1
‑
3；
n为1
‑
2；n为1
‑
5；n为1
‑
4；4；n为1
‑
4；n为1
‑
7；n为1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世勇，李亚男，张达玮，肖淑勇，张昱喆，梁斌，
申请(专利权)人：浙江精一新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：