本发明专利技术提供了一种紫精化合物电致变色材料，其为化合物二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐。本发明专利技术还提供了一种含有所述紫精化合物电致变色材料的电致变色器件。本发明专利技术合成的新型电致变色材料，利用新匹配方法，并将其制备成相互匹配的电致变色电极，组装获得的电致变色器件变色时间短，透过率差高，且性能稳定，制备技术可大量推广，适于实际生产及广泛应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料
，具体涉及了一种紫精化合物电致变色材料及其电致变色器件。
技术介绍
电致变色是指材料的光学属性（如透过率、颜色等）在外加电场下发生可逆的颜色变化，而具有这种性质的材料我们称之为电致变色材料，而具有这种功能的器件则是电致变色器件。基于此性能，该器件可应用于电致变色智能调光玻璃窗、电致变色显示器以及汽车自动防眩目后视镜。电致变色窗（ECW）是一个有效的太阳能控制器，它能够调节可见和部分近红外光的射入，而仅仅1~3V的电压即可实现该功能。与传统的遮阳和太阳能控制装置相比，它有许多优点：普通的百叶窗或窗帘将窗外风景完全遮蔽，而ECW则克服了此缺点，提供了便捷舒适的眩光控制和热管理；ECW驱动本身很省电（甚至可以光伏驱动），也可以纳入中央电器管理，它具有几乎无限的色彩选择，并且可以阻断太阳光的直射和漫散射辐照，可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热扩散，减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖所消耗的大量能源；同时，能耗低，尤其当其处于恒定着色或褪色状态时消耗几乎为零。
技术实现思路
为了拓展电致器件的应用，增加电致器件的循环寿命，本专利技术的目的在于提供一种紫精化合物电致变色材料。本专利技术的另一目的是提供含一种电致变色器件。为了实现本专利技术的目的，本专利技术的技术方案如下：一种紫精化合物电致变色材料，其为化合物二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐，其结构式如下：一种制备紫精化合物电致变色材料的方法，其包括如下步骤（可参考图1）：（1）溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐的合成按比例称取4,4’-联吡啶和2-溴二乙基膦酸二乙酯，溶于有机溶剂中后，在50~80℃下回流20~30小时，得到固体溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐；（2）二溴化1-(溴己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐的合成将步骤（1）所得的溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐放于有机溶剂中加热至100~150℃回流，随后向其中滴加1,6-二溴己烷，反应12~48小时后，得二溴化1-(溴己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐；（3）二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’-(膦酸-2-乙基)-4,4’联吡啶盐的合成将氢氧化钠置于二甲基亚砜（DMSO）中搅拌，加入咔唑和二溴化1-(溴己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐，室温下搅拌5~6小时；过滤，减压蒸馏除去DMSO；将上述混合物溶于甲醇中，加入盐酸使膦酸酯脱酯化；分别在水、乙酸乙酯中洗涤，得到纯净的二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’-(膦酸-2-乙基)-4,4’联吡啶盐（CV）。优选的，步骤（1）还包括后处理步骤：将回流后的混合物减压蒸馏除去溶剂，并用低极性有机溶剂（乙醚或石油醚）洗涤沉淀，得到苍黄色固体溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐。优选的，步骤（1）中所述4,4’-联吡啶、2-溴二乙基膦酸二乙酯和有机溶剂的物质的量和体积比为1:0.8~1.2:1~5mol/mol/L。更优选的，步骤（1）中所述4,4’-联吡啶、2-溴二乙基膦酸二乙酯摩尔比为1:1。步骤（1）中所述有机溶剂优选为乙腈，乙酸乙酯等。优选的，步骤（2）还包括后处理步骤：将混合物减压蒸馏除去有机溶剂，并用低极性有机溶剂（乙醚或石油醚）洗涤沉淀，得到二溴化1-(溴己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐。优选的，步骤（2）中所述有机溶剂为甲醇、水或其混合物等。优选的，步骤（2）中所述1,6-二溴己烷与溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐的摩尔比为1:0.7~1.2。优选的，步骤（3）中所述氢氧化钠与二甲基亚砜（DMSO）的质量体积比为1g:10~20mL。优选的，步骤（3）中所述咔唑和二溴化1-(溴己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐和DMSO的比例为2~5mol:1mol:5~10L。本专利技术还提供了一种电致变色器件，其包括第一电极（即工作电极）和与该第一电极相对的第二电极（对电极）；在所述第一电极或第二电极的任一个上的电致变色层；和设置在所述第一电极和第二电极之间的电介质层；其中所述电致变色层包括上述电致变色材料。优选的，所述第一电极包括：第一透明导电衬底，置于第一透明导电衬底表面的多孔半导体薄膜，和吸附于多孔导电半导体薄膜表面的上述电致变色材料，所述电致变色材料与电介质层相接触。优选的，所述第二电极包括：第二透明导电衬底，置于第二透明导电衬底表面的多孔半导体薄膜，和吸附于多孔导电半导体薄膜表面的三苯胺物质，所述三苯胺物质与电介质层接触。优选的，所述三苯胺物质为（4-联苯胺）苯甲基膦酸（TPA），其结构式如下所示：所述（4-联苯胺）苯甲基膦酸的制备方法如下：将三苯胺醛和硼氢化钠加入甲苯和甲醇的混合溶液中，冰浴下搅拌4~12小时，得到还原好的4-联苯胺苯甲醇。再将得到的4-联苯胺苯甲醇与亚磷酸三乙酯在氮气保护下，以溴化锌为催化剂，室温下搅拌20~36小时。将混合产物过滤，减压干燥后，加入盐酸甲醇溶液，回流5~10小时，用H2O和二氯甲烷洗涤三次，得到淡绿色（4-联苯胺）苯甲基膦酸（TPA）。所述电致变色器件工作原理如下（如图2所示）：当开关A处于闭合状态，而B处于开路状态时，电流沿导线逆时针传播。工作电极失去电子，紫精化合物由二价正阳离子状态转变为正一价阳离子自由基，从透明状态转变为深蓝色状态；此时，对电极由于得到等当量的电子，发生氧化还原反应，亦从透明状态转变为深绿色状态。而此时的电解液中，由于电极表面的电荷得失，锂离子和六氟磷酸根离子分别移向工作电极及对电极。此时，器件处于着色状态。在器件处于着色状态时，打开开关B，闭合开关A，电流便沿着导线顺时针流动。工作电极得到电子，处于深蓝色的正一价阳离子自由基状态的紫精化合物被氧化成透明的正二价阳离子，对电极材料发生还原反应，深绿色状态褪至无色状态。此时，器件处于透明状态。如此，便实现了器件由透明至着色，再由着色至透明状态的转换。优选的，所述透明导电衬底为TCO。TCO（Transparent Conductive Oxide）玻璃，在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜，这种玻璃我们称之为TCO玻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种紫精化合物电致变色材料，其为化合物二氯化1？(咔唑？N？己基)？1’？(膦酸？2？乙基)？4,4’联吡啶盐，其结构式如下：FDA00002441362900011.jpg
【技术特征摘要】
1.一种紫精化合物电致变色材料，其为化合物二氯化1-(咔唑-N-己
基)-1’-(膦酸-2-乙基)-4,4’联吡啶盐，其结构式如下：
2.一种制备权利要求1所述紫精化合物电致变色材料的方法，其包括如
下步骤：
（1）溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐的合成
按比例称取4,4’-联吡啶和2-溴二乙基膦酸二乙酯，溶于有机溶剂中后，
在50~80℃下回流20~30小时，得到固体溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡
啶盐；
（2）二溴化1-(溴己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐的合成
将步骤（1）所得的溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐放于有机溶
剂中加热至100~150℃回流，随后向其中滴加1,6’-二溴己烷，反应12~48小时
后，得二溴化1-(溴己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐；
（3）二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐的合成
将氢氧化钠溶于二甲基亚砜中搅拌，加入咔唑和二溴化1-(溴己基)-1’-(膦
酸二乙酯-2-乙基)-4,4’联吡啶盐，室温下搅拌5~6小时；过滤，减压蒸馏除去
DMSO；将上述混合物溶于甲醇中，加入盐酸使膦酸脱酯化；分别在水、乙酸
乙酯中洗涤，得到纯净的二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’-(膦酸-2-乙基)-4,4’联吡啶
盐。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）和/或步骤（2）
还包括后处理步骤：将回流后的混合物减压蒸馏除去溶剂，并用低极性...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐春叶，李梅，郑建明，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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