一种光致变色凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种光致变色凝胶及其制备方法与应用，包括步骤：提供MoO3粉末、水、NMP溶液和PVA粉末；将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，进行溶剂热反应，得到MoO

【技术实现步骤摘要】
一种光致变色凝胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及光致变色材料
，尤其涉及一种光致变色凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]光致变色材料是指受到光源激发后能够发生颜色变化的一类材料，包括无机光致变色材料、有机光致变色材料、无机
‑
有机杂化光致变色材料等。光致变色材料主要应用于光的控制和调变、信号显示系统、信息存储元件、感光材料等方面。人类发现光致变色现象已有100多年的历史。第1个成功的商业应用始于20世纪60年代，美国Corning工作室的2位材料学家Amistead和Stooky首先发现了含卤化银(AgX)玻璃的可逆光致变色性能。此后AgX光致变色的应用重心转向了价格便宜且质量较轻的聚合物基材料，而各种新型光致变色材料性能及应用的系统研究也随之展开。
[0003]目前传统方法制备的光致变色材料，如有机光致变色材料螺吡喃，其变色后恢复需要特定波长光照射或加热，另外，在可逆过程中会发生光化学副反应，从而影响可逆转化的循环次数；偶氮苯类室温下存储稳定性较低。无机光致变色材料普遍成本较高，同时，卤化金属变色受温度影响较大。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种光致变色凝胶及其制备方法与应用，旨在解决现有方法制备的光致变色材料可逆转化循环次数少、条件高、成本高的问题。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]一种光致变色凝胶的制备方法，其中，包括步骤：
[0008]提供MoO3粉末、水、NMP溶液和PVA粉末；
[0009]将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，进行溶剂热反应，得到MoO
x
纳米结构溶液；
[0010]将PVA粉末与水混合，经第一搅拌，得到PVA水溶液；
[0011]将所述MoO
x
纳米结构溶液与所述PVA水溶液混合，并加入磷酸，经第二搅拌、干燥，得到所述光致变色凝胶。
[0012]所述的光致变色凝胶的制备方法，其中，所述将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，进行溶剂热反应，得到MoO
x
纳米结构溶液的步骤，包括步骤：
[0013]将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，得到混合溶液；
[0014]对所述混合溶液进行超声清洗、第三搅拌、离心，取上清液，得到所述MoO
x
纳米结构溶液。
[0015]所述的光致变色凝胶的制备方法，其中，所述MoO3粉末、所述水、所述NMP溶液的质量体积比为(0.02～0.04)g：(4～6)ml：(4～6)ml。
[0016]所述的光致变色凝胶的制备方法，其中，所述超声清洗的温度为30～50℃，所述超声清洗的时间为8～12min；所述第三搅拌的温度为90～150℃，所述第三搅拌的时间为1～48h；所述离心的转速为10000～15000rpm，所述离心的时间为12～18min。
[0017]所述的光致变色凝胶的制备方法，其中，所述将PVA粉末与水混合的步骤中，所述PVA粉末与所述水的质量比为1：(5～10)。
[0018]所述的光致变色凝胶的制备方法，其中，所述第一搅拌的温度为70～110℃，所述第一搅拌的时间为在100～140min。
[0019]所述的光致变色凝胶的制备方法，其中，所述MoO
x
纳米结构溶液、所述PVA水溶液以及所述磷酸的质量体积比为(6～8)g：(8～10)g：1.26ml。
[0020]所述的光致变色凝胶的制备方法，其中，所述干燥的温度为15～25℃，所述干燥的时间为36～60h。
[0021]一种光致变色凝胶，其中，采用如本专利技术上述方案所述的制备方法制得。
[0022]一种如本专利技术上述方案所述的光致变色凝胶在光电催化、光致变色、光伏器件和气体检测中的应用。
[0023]有益效果：本专利技术公开了一种光致变色凝胶及其制备方法与应用，本专利技术通过采用NMP/水作为剥离溶剂，并辅以溶剂热反应，使得Mo03在NMP/水系统中被剥离形成2D Mo0纳米薄片，然后高温降解成更小的颗粒，从而得到具有光致变色性能的MoOx纳米结构溶液，进一步将MoOx纳米结构溶液制备成MoOx纳米结构固体凝胶，即所述的光致变色凝胶，可以直接涂覆到需要应用的表面上而无需使用容器，本专利技术制得的光致变色凝胶的光致变色原理为：当紫外光照射在MoO3上时，MoO3在表面被激发以分离电子和空穴在此过程中NMP作为良好的空穴受体帮助电子和空穴分离，分离的空穴与周围的水分子反应，从而产生H
+
，H
+
嵌入到MoO3中改变了其晶体结构，还原了Mo
6+
，导致等离子体吸收峰的出现和颜色的变化，上述过程中产生的H
x
MoO3一般被认为是不稳定的亚稳态，在氧气存在下它往往会自发脱水形成相应的氧化物，从而恢复颜色；采用本专利技术的方法制得的光致变色凝胶具有对环境友好、污染小、成本低、可循环次数多、变色恢复条件低等优点。
附图说明
[0024]图1为本专利技术提供的光致变色凝胶的制备方法较佳实施例的流程图。
[0025]图2为本专利技术实施例1与对比例1制得的凝胶的TEM图。
[0026]图3为本专利技术实施例1制得的光致变色凝胶的变色情况示意图。
[0027]图4为本专利技术实施例1制得的光致变色凝胶在紫外线照射不同时间的吸收光谱图。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供一种光致变色凝胶及其制备方法与应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的
意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0030]下面结合附图，通过对实施例的描述，对
技术实现思路
作进一步说明。
[0031]目前传统方法制备的光致变色材料，如有机光致变色材料螺吡喃，其变色后恢复需要特定波长光照射或加热，另外，在可逆过程中会发生光化学副反应，从而影响可逆转化的循环次数；偶氮苯类室温下存储稳定性较低。无机光致变色材料普遍成本较高，同时，卤化金属变色受温度影响较大。
[0032]基于此，本专利技术提供了一种光致变色凝胶的制备方法，参见图1，其包括步骤：
[0033]S10、提供MoO3粉末、水、NMP溶液和PVA粉末；
[0034]S20、将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，进行溶剂热反应，得到MoO
x...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光致变色凝胶的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供MoO3粉末、水、NMP溶液和PVA粉末；将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，进行溶剂热反应，得到MoO
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纳米结构溶液；将PVA粉末与水混合，经第一搅拌，得到PVA水溶液；将所述MoO
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纳米结构溶液与所述PVA水溶液混合，并加入磷酸，经第二搅拌、干燥，得到所述光致变色凝胶。2.根据权利要求1所述的光致变色凝胶的制备方法，其特征在于，所述将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，进行溶剂热反应，得到MoO
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纳米结构溶液的步骤，包括步骤：将MoO3粉末、水、NMP溶液混合，得到混合溶液；对所述混合溶液进行超声清洗、第三搅拌、离心，取上清液，得到所述MoO
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纳米结构溶液。3.根据权利要求1～2任一项所述的光致变色凝胶的制备方法，其特征在于，所述MoO3粉末、所述水、所述NMP溶液的质量体积比为(0.02～0.04)g：(4～6)ml：(4～6)ml。4.根据权利要求2所述的光致变色凝胶的制备方法，其特征在于，所述超声清洗的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱武，杨宇翔，林渊，陈汉民，姚淇，庞宇熙，周沧涛，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：