CN110358526B - 一种光致变色材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于材料领域，尤其涉及一种光致变色材料及其应用，该材料按照以下方法制备获得：a)将钨和/或钼源化合物、表面活性剂和溶剂混合，得到第一溶液；将表面活性剂和酸液混合，得到第二溶液；所述表面活性剂选自木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到光致变色材料。本发明提供的光致变色材料具有较高的变色效率，且该材料在制备过程中不会产生废水等次生污染，非常适用于应用到装饰材料、信息存储材料、夹层玻璃等领域。

Description

一种光致变色材料及其应用
技术领域
本发明属于材料领域，尤其涉及一种光致变色材料及其应用。
背景技术
光致变色材料指某些化合物在一定的波长和强度的光照射作用下发生一定的化学反应，导致化合物结构发生变化，引起化合物颜色改变，撤除光照或再经另一波长和强度的光照射之后，颜色恢复或发生新的变化。目前，光致变色材料的研究主要集中于有机光致变色材料和无机光致变色材料两大类，而无机光致变色材料以其热稳定性好、耐疲劳强度高和无毒等许多优于有机光致变色材料的优良特性而备受关注。
过渡金属氧化物是研究的最多的无机光致变色材料，而氧化钨和氧化钼作为典型的光致变色材料，其制备和应用受到了越来越多的关注。现有氧化钨/钼光致发光材料普遍存在着变色效率低，制备过程会产生废水等次生污染的问题，严重阻碍了氧化钨/钼光致变色材料的发展。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光致变色材料及其应用，本发明提供的光致变色材料具有较高的变色效率，且该材料在制备过程中不会产生废水等次生污染。
本发明提供了一种光致变色材料，按照以下方法制备获得：
a)将金属化合物、第一表面活性剂和溶剂混合，得到第一溶液；将第二表面活性剂和酸液混合，得到第二溶液；
所述金属化合物包括钨源化合物和/或钼源化合物；
所述第一表面活性剂和第二表面活性剂独立地选自木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；
b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到光致变色材料。
优选的，所述钨源化合物包括氯化钨、羰化钨、钨酸钠、钨酸铵和乙醇钨中的一种或多种；
所述钼源化合物包括氯化钼、羰化钼、钼酸钠、钼酸铵和乙醇钼中的一种或多种。
优选的，所述金属化合物、第一表面活性剂和溶剂的用量比为(0.01～10)g：(0.01～10)g：100mL。
优选的，所述酸液包括硫酸溶液、磷酸溶液、盐酸溶液、乙酸溶液、草酸溶液、柠檬酸溶液、氢溴酸溶液、氢碘酸溶液、高氯酸溶液中的一种或多种。
优选的，所述酸液的pH值为1～3；所述第二表面活性剂与所述酸液的用量比为(0.01～5)g：10mL。
优选的，步骤b)中，待所述第一溶液的pH达到1～6后，停止滴加所述第二溶液。
优选的，步骤b)中，所述滴加的速率为0.1～50滴/秒。
优选的，步骤b)中，滴加所述第二溶液时，所述第一溶液的温度控制在5～100℃。
优选的，所述第一溶液和/或所述第二溶液中还含有掺杂物；
所述掺杂物包括钙源化合物、钛源化合物、钒源化合物、锰源化合物、锡源化合物、铁源化合物、钴源化合物、镍源化合物、铜源化合物、锌源化合物、铋源化合物、锑源化合物、铌源化合物、铟源化合物、镓源化合物中的一种或多种。
本发明提供了一种光致变色制品，包括透明壳体和填充在所述壳体内腔的上述技术方案所述的光致变色材料。
与现有技术相比，本发明提供了一种光致变色材料及其应用。本发明提供的光致变色材料按照以下方法制备获得：a)将金属化合物、第一表面活性剂和溶剂混合，得到第一溶液；将第二表面活性剂和酸液混合，得到第二溶液；所述金属化合物包括钨源化合物和/或钼源化合物；所述第一表面活性剂和第二表面活性剂独立地选自木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到光致变色材料。本发明通过将含有酸和表面活性剂的第二溶液滴加到含有钨/钼源化合物和表面活性剂的第一溶液中，可使钨/钼源化合物和酸在液相中反应形成亚稳相结构的钨/钼氧化物纳米材料，从而使本发明提供的光致变色材料表现出较高的变色效率。实验结果表明，本发明提供的光致变色材料太阳光下照射25秒内可迅速变为蓝色，可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，同时在遮光条件下13分钟内即可恢复无色。此外，由于本发明提供的光致变色材料为纳米材料与液相的混合物，制备该材料时无需进行固液分离、洗涤等操作，因此本发明提供的光致变色材料制备工艺流程简单，制备过程中不会产生洗涤废水等次生污染，具有良好的经济效益和环保效益。本发明提供的光致变色材料具有巨大的应用前景，非常适用于应用到装饰材料、信息存储材料、感光材料、夹层玻璃等领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的光致变色材料的透射电镜照片；
图2是本发明实施例1提供的光致变色材料光照前后的透过率图谱；
图3是本发明实施例1提供的光致变色玻璃光照前后的实物图照片；
图4是本发明实施例1提供的光致变色玻璃在光照后恢复无色过程中不同时间点的透过率图谱。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种光致变色材料，按照以下方法制备获得：
a)将金属化合物、第一表面活性剂和溶剂混合，得到第一溶液；将第二表面活性剂和酸液混合，得到第二溶液；
所述金属化合物包括钨源化合物和/或钼源化合物；
所述第一表面活性剂和第二表面活性剂独立地选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；
b)将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，得到光致变色材料。
在本发明提供的光致变色材料获得方案中，首先提供第一溶液和第二溶液。其中，所述第一溶液由金属化合物、第一表面活性剂和溶剂混合制成；所述第二溶液由第二表面活性剂和酸液混合制成。
在本发明中，制备所述第一溶液时，所述金属化合物包括钨源化合物和/或钼源化合物；所述钨源化合物包括但不限于氯化钨、羰化钨、钨酸钠、钨酸铵和乙醇钨中的一种或多种，优选为氯化钨、钨酸钠、钨酸铵和乙醇钨中的一种或多种，更优选为氯化钨、钨酸钠和钨酸铵中的一种或多种；所述钼源化合物包括但不限于氯化钼、羰化钼、钼酸钠、钼酸铵和乙醇钼中的一种或多种，优选为氯化钼、钼酸钠、钼酸铵和乙醇钼中的一种或多种，更优选为氯化钼、钼酸钠和钼酸铵中的一种或多种。在本发明提供的一个实施例中，所述金属化合物包括钨源化合物和钼源化合物，所述钨源化合物和钼源化合物的质量比优选为(0.01～1)：1，更优选为(0.05～0.5)：1，具体可为0.1:1。在本发明中，所述第一表面活性剂包括但不限于木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，优选包括烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，更优选包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；所述溶剂包括但不限于去离子水、醇类、油胺、油酸和环己烷中的一种或多种。在本发明中，所述金属化合物、第一表面活性剂和溶剂的用量比优选为(0.01～10)g：(0.01～10)g：100mL，更优选为(0.1～1)g：(0.2～1.5)g：100mL，最优选为(0.25～0.7)g：(0.4～0.75)g：100mL，具体可为0.33g：0.4g：100mL、0.25g：0.75g：100mL、0.35g：0.5g：100mL、0.25g：0.6g：100mL、0.25g：0.75g：100mL或0.6875g：0.75g：100mL。在本发明中，所述金属化合物、第一表面活性剂和溶剂混合的方式优选为先将金属化合物和溶剂混合，再将第一表面活性剂与金属化合物和溶剂的混合体系混合。其中，所述金属化合物和溶剂优选在搅拌条件下进行混合，搅拌混合的时间优选为5～30min，具体可为15min；所述第一表面活性剂与所述混合体系优选在搅拌条件下进行混合，搅拌混合的时间优选为5～30min，具体可为10min或25min，搅拌混合的温度优选为5～100℃，具体可为40℃、50℃、60℃、70℃或80℃。
在本发明中，制备所述第二溶液时，所述酸液包括但不限于硫酸溶液、磷酸溶液、盐酸溶液、乙酸溶液、草酸溶液、柠檬酸溶液、氢溴酸溶液、氢碘酸溶液、高氯酸溶液中的一种或多种，优选为硫酸溶液、磷酸溶液、盐酸溶液、乙酸溶液、草酸溶液、柠檬酸溶液、高氯酸溶液中的一种或多种，更优选为硫酸溶液、磷酸溶液、盐酸溶液、乙酸溶液中的一种或多种。在本发明中，所述酸液由纯酸或浓酸与溶剂混合制成，所述溶剂优选为去离子水，所述酸液的pH值优选为1～3，具体可为1、1.5、2或2.5。在本发明中，所述第二表面活性剂包括但不限于木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，优选包括烷基磺酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种，更优选包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；所述酸液包括但不限于硫酸溶液、磷酸溶液、盐酸溶液、乙酸溶液、草酸溶液、柠檬酸溶液、氢溴酸溶液、氢碘酸溶液、高氯酸溶液中的一种或多种，优选为硫酸溶液、磷酸溶液、盐酸溶液、乙酸溶液、草酸溶液、柠檬酸溶液、高氯酸溶液中的一种或多种，更优选为硫酸溶液、磷酸溶液、盐酸溶液、乙酸溶液中的一种或多种；所述第二表面活性剂与所述酸液的用量比优选为(0.01～5)g：10mL，更优选为(0.01～0.5)g：10mL，最优选为(0.05～0.25)g：10mL，具体可为0.05g：10mL、0.075g：10mL、0.1g：10mL、0.2g：10mL或0.25g：10mL。在本发明中，所述第二表面活性剂和酸液优选在搅拌条件下进行混合。
配制好第一溶液和第二溶液后，将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中。其中，所述滴加的速率优选为0.1～50滴/秒，更优选为0.2～10滴/秒，具体可为3滴/10秒、1滴/秒、2滴/秒、3滴/秒、4滴/秒、5滴/秒、6滴/秒、7滴/秒、8滴/秒、9滴/秒或10滴/秒；滴加所述第二溶液时，所述第一溶液的温度优选控制在5～100℃，具体可为40℃、50℃、60℃、70℃或80℃；滴加所述第二溶液时，优选对所述第一溶液进行搅拌。在本发明中，待所述第一溶液的pH值达到要求pH值后，停止向第一溶液中滴加所述第二溶液，所述pH值优选为1～6，具体达到1、2、3、4、5或6。待第二溶液滴加完毕后，对滴加有第二溶液的第一溶液进行后处理，得到本发明提供的光致变色材料。在本发明中，所述后处理的方式包括但不限于陈化、超声、转移、浓缩、干燥中的一种或多种。其中，所述陈化的温度优选为15～35℃，具体可为25℃；所述陈化的时间优选为0.5～20h，具体可为0.5h、1h、1.5h或15h；所述超声的功率优选为100～300W，具体可为200W；所述超声的时间优选为0.1～1h，具体可为0.5h。
在本发明中，所提供的光致变色材料还可含有一定量的掺杂元素，用于改善光致变色材料的某些性能。在本发明中，制备含有掺杂元素的光致变色材料时，所述掺杂元素以掺杂物的形式添加到所述第一溶液和/或所述第二溶液中，所述掺杂物包括但不限于钙源化合物、钛源化合物、钒源化合物、锰源化合物、锡源化合物、铁源化合物、钴源化合物、镍源化合物、铜源化合物、锌源化合物、铋源化合物、锑源化合物、铌源化合物、铟源化合物、镓源化合物中的一种或多种；所述钛源化合物具体可为钛酸四丁酯。在本发明提供的一个实施例中，所述掺杂物添加到第二溶液中，所述掺杂物和第二溶液中所述酸液的体积比优选为(0.01～1)：10，具体可为0.1:10。
本发明通过将含有酸和表面活性剂的第二溶液滴加到含有钨/钼源化合物和表面活性剂的第一溶液中，可使钨/钼源化合物和酸在液相中反应形成亚稳相结构的钨/钼氧化物纳米材料，从而使本发明提供的光致变色材料表现出较高的变色效率。实验结果表明，本发明提供的光致变色材料太阳光下照射25秒内可迅速变为蓝色，可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，同时在遮光条件下13分钟内即可恢复无色。此外，由于本发明提供的光致变色材料为纳米材料与液相的混合物，制备该材料时无需进行固液分离、洗涤等操作，因此本发明提供的光致变色材料制备工艺流程简单，制备过程中不会产生洗涤废水等次生污染，具有良好的经济效益和环保效益。本发明提供的光致变色材料具有巨大的应用前景，非常适用于应用到装饰材料、信息存储材料、感光材料、夹层玻璃等领域。
本发明还提供了一种光致变色制品，包括透明壳体和填充在所述壳体内腔的上述技术方案所述的光致变色材料。
本发明提供的光致变色制品包括透明壳体和所述光致变色材料，所述透明壳体可选择玻璃，所述光致变色材料填充在所述壳体内腔。本发明提供的光致变色制品填充有所述光致变色材料，具有较高的变色效率。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
称取0.5g钨酸钠加入盛有150mL去离子水的容积为250mL的烧杯中，用磁力搅拌器搅拌15分钟；称取0.6g乙二胺四乙酸二钠加入上述混合液，用电加热套加热至50℃继续搅拌25分钟，得到混合溶液；
用购自市场的量程为5mL的移液枪量取4mL盐酸沿烧杯壁缓慢加入盛有16mL去离子水的容积为50mL的烧杯中，酸液pH值为1；称取0.15g聚乙烯吡咯烷酮加入上述酸液，并用玻璃棒持续搅拌至混匀；
将上述酸溶液转移至容积为50mL的滴液漏斗中，用铁架台将滴液漏斗固定在上述250mL的烧杯上方，控制滴液速度为2滴/秒，将酸溶液逐滴加入至上述混合溶液中，至上述溶液pH值为4，在滴加过程中溶液温度继续保持50℃，并持续搅拌。最后，将得到的混合溶液在室温下陈化1小时即可。
利用透射电子显微镜(仪器型号：JEM-2100F)对得到的样品进行检测，得到如图1所示的透射电子显微镜照片，图1是本发明实施例1提供的光致变色材料的透射电镜照片。从图1中可以看出：本实施制备的光致变色材料含有WO3纳米材料，纳米材料形貌为量子点且尺寸均一。
利用紫外-可见分光光度计(型号：DUV—3700)对样品进行检测，得到如图2所示的的紫外-可见透过率光谱图，图2是本发明实施例1提供的光致变色材料光照前后的透过率图谱。从图2中可以看出：本实施例制备的光致变色材料在光照前对可见光波段具有良好的透过率，经过光照变色之后可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光。
将两片普通建筑用玻璃用PVB胶片(建筑级，0.38mm)隔开，100℃热压(热压机型号：WY-325直压型热压机)，得到夹层玻璃；将1.5mL制备的光致变色材料样品填充至大小为10cm×10cm的夹层玻璃，得到光致变色玻璃，如图3所示，图3是本发明实施例1提供的光致变色玻璃光照前后的实物图照片，左图为光照前，右图为光照10秒后。从图3中可以看出：光照前玻璃为无色透明状态，光照后玻璃变成蓝色透明状态，可减弱太阳光的透过。
利用紫外-可见分光光度计(型号：DUV—3700)对上述光致变色玻璃进行检测，得到如图4所示的紫外-可见透过率谱图，图4是本发明实施例1提供的光致变色玻璃在光照10秒后恢复无色过程中不同时间点的透过率图谱。从图4中可以看出：利用本实施例制备的光致变色材料组装的光致变色玻璃，经过光照变色之后可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，遮光10分钟之后对于可见光波段的透过率又恢复为90％以上。
实施例2
称取0.2g钨酸钠加入盛有80mL去离子水的容积为100mL的烧杯中，用磁力搅拌器搅拌15分钟；称取0.6g月桂酰基谷氨酸加入上述混合液，用电加热套加热至80℃继续搅拌10分钟，得到混合溶液；
用购自市场的量程为5mL的移液枪量取1.5mL硫酸沿烧杯壁缓慢加入盛有8.5mL去离子水的容积为25mL的烧杯中，酸液pH值为1；称取0.1g十八烷基硫酸钠加入上述酸液，并用玻璃棒持续搅拌至混匀；
将上述酸溶液转移至容积为25mL的滴液漏斗中，用铁架台将滴液漏斗固定在上述100mL的烧杯上方，控制滴液速度为1滴/秒，将酸溶液逐滴加入至上述混合溶液中，至上述溶液pH值为3，在滴加过程中溶液温度继续保持80℃，并持续搅拌。最后，将得到的混合溶液在超声机(仪器型号：PS-60AL，功率200W)中超声0.5小时即可。
对所得的样品进行与上述实施例1相同的鉴定和检测分析，确定所得的样品中含有尺寸均匀的W18O49纳米颗粒，在太阳光下照射15秒迅速变为蓝色，可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，同时在遮光条件下8分钟内即可恢复无色。
实施例3
称取0.35g钼酸钠加入盛有100mL乙醇的容积为250mL的烧杯中，用磁力搅拌器搅拌15分钟；称取0.5g十六烷基三甲基溴化铵加入上述混合液，用电加热套加热至40℃继续搅拌10分钟，得到混合溶液；
用购自市场的量程为1mL的移液枪量取0.5mL乙酸沿烧杯壁缓慢加入盛有9.5mL去离子水的容积为25mL的烧杯中，酸液pH值为2.5；称取0.2g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入上述酸液，并用玻璃棒持续搅拌至混匀；
将上述酸溶液转移至容积为25mL的滴液漏斗中，用铁架台将滴液漏斗固定在上述250mL的烧杯上方，控制滴液速度为3滴/10秒，将酸溶液逐滴加入至上述混合溶液中，至上述溶液pH值为4，在滴加过程中溶液温度继续保持40℃，并持续搅拌。最后，将得到的混合溶液在室温下陈化0.5小时即可。
对所得的样品进行与上述实施例1相同的鉴定和检测分析，确定所得的样品中含有尺寸均匀的MoO3纳米颗粒，在太阳光下照射10秒迅速变为蓝色，可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，同时在遮光条件下7分钟内即可恢复无色。
实施例4
称取0.25g氯化钼加入盛有100mL去离子水的容积为250mL的烧杯中，用磁力搅拌器搅拌15分钟；称取0.6g聚乙烯醇加入上述混合液，用电加热套加热至60℃继续搅拌10分钟，得到混合溶液；
用购自市场的量程为10mL的移液枪量取5.5mL盐酸沿烧杯壁缓慢加入盛有14.5mL去离子水的容积为25mL的烧杯中，酸液pH值为1.5；称取0.4g十六烷基三甲基溴化铵加入上述酸液，并用玻璃棒持续搅拌至混匀；
将上述酸溶液转移至容积为25mL的滴液漏斗中，用铁架台将滴液漏斗固定在上述250mL的烧杯上方，控制滴液速度为5滴/秒，将酸溶液逐滴加入至上述混合溶液中，至上述溶液pH值为3，在滴加过程中溶液温度继续保持60℃，并持续搅拌。最后，将得到的混合溶液在室温下陈化15小时即可。
对所得的样品进行与上述实施例1相同的鉴定和检测分析，确定所得的样品中含有尺寸均匀的Mo17O47纳米颗粒，在太阳光下照射20秒迅速变为蓝色，可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，同时在遮光条件下9分钟内即可恢复无色。
实施例5
称取0.2g钨酸钠加入盛有80mL去离子水的容积为100mL的烧杯中，用磁力搅拌器搅拌15分钟；称取0.6g聚乙烯吡洛烷酮加入上述混合液，用电加热套加热至50℃继续搅拌10分钟，得到混合溶液；
用购自市场的量程为10mL的移液枪量取5mL盐酸沿烧杯壁缓慢加入盛有5mL去离子水的容积为25mL的烧杯中，酸液pH值为1；并用玻璃棒持续搅拌至混匀；用量程为1mL的玻璃移液管量取0.1mL的钛酸四丁酯，缓慢加入到上述酸液中，称取0.25g聚乙烯醇加入上述酸液，用玻璃棒搅拌至混匀；
将上述混有钛酸四丁酯的酸溶液转移至容积为25mL的滴液漏斗中，用铁架台将滴液漏斗固定在上述100mL的烧杯上方，控制滴液速度为1滴/秒，将酸溶液逐滴加入至上述混合溶液中，至上述溶液pH值为4，在滴加过程中溶液温度继续保持50℃，并持续搅拌。最后，将得到的混合溶液在室温下陈化1.5小时即可。
对所得的样品进行与上述实施例1相同的鉴定和检测分析，确定所得的样品中含有尺寸均匀的Ti-WO3纳米颗粒，在太阳光下照射15秒迅速变为蓝色，可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，同时在遮光条件下12分钟内即可恢复无色。
实施例6
称取0.5g钼酸铵和0.05g钨酸铵加入盛有80mL去离子水的容积为100mL的烧杯中，用磁力搅拌器搅拌15分钟；称取0.6g十八烷基硫酸钠加入上述混合液，用电加热套加热至80℃继续搅拌10分钟，得到混合溶液；
用购自市场的量程为5mL的移液枪量取1.5mL硫酸沿烧杯壁缓慢加入盛有8.5mL去离子水的容积为25mL的烧杯中，酸液pH值为1；称取0.05g十二烷基苯磺酸钠加入上述酸液，并用玻璃棒持续搅拌至混匀；
将上述酸溶液转移至容积为25mL的滴液漏斗中，用铁架台将滴液漏斗固定在上述100mL的烧杯上方，控制滴液速度为1滴/秒，将酸溶液逐滴加入至上述混合溶液中，至上述溶液pH值为2，在滴加过程中溶液温度继续保持80℃，并持续搅拌。最后，将得到的混合溶液在室温下静置1.5小时即可。
对所得的样品进行与上述实施例1相同的鉴定和检测分析，确定所得的样品中含有尺寸均匀的Mo-WO3纳米颗粒，在太阳光下照射25秒迅速变为蓝色，可以阻断80％以上的波长大于600纳米的太阳光，同时在遮光条件下13分钟内即可恢复无色。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种光致变色材料，按照以下方法制备获得：
a）将金属化合物、第一表面活性剂和溶剂混合，得到第一溶液；将第二表面活性剂和酸液混合，得到第二溶液；
所述金属化合物包括钨源化合物和/或钼源化合物；所述钨源化合物包括钨酸钠和/或钨酸铵；所述钼源化合物包括氯化钼、钼酸钠和钼酸铵中的一种或多种；
所述第一表面活性剂和第二表面活性剂独立地选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙二胺四乙酸二钠、月桂酰基谷氨酸、十八烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种；
所述金属化合物、第一表面活性剂和溶剂的用量比为（0.25~0.7）g：（0.4~0.75）g：100mL；
所述酸液包括硫酸溶液、盐酸溶液和乙酸溶液中的一种或多种；
所述酸液的pH值为1~3；所述第二表面活性剂与所述酸液的用量比为（0.05~0.25）g：10mL；
b）将所述第二溶液滴加至所述第一溶液中，待所述第一溶液的pH达到1~6后，停止滴加所述第二溶液，进行后处理，得到光致变色材料；
所述滴加的速率为0.2~10滴/秒；滴加所述第二溶液时，所述第一溶液的温度控制在5~100℃；
所述后处理的方式为陈化或超声；所述陈化的温度为15~35℃，所述陈化的时间为0.5~20h；所述超声的功率为100~300W，所述超声的时间为0.1~1h；
所述光致变色材料为纳米材料与液相的混合物，所述纳米材料为亚稳相结构。
2.根据权利要求1所述的光致变色材料，其特征在于，所述第一溶液和/或所述第二溶液中还含有掺杂物；
所述掺杂物包括钙源化合物、钛源化合物、钒源化合物、锰源化合物、锡源化合物、铁源化合物、钴源化合物、镍源化合物、铜源化合物、锌源化合物、铋源化合物、锑源化合物、铌源化合物、铟源化合物、镓源化合物中的一种或多种。
3.一种光致变色制品，包括透明壳体和填充在所述壳体内腔的权利要求1~2任一项所述的光致变色材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111454710A (zh) * 2020-06-04 2020-07-28 天津城建大学 光致变色草酸氧钛盐材料及其制备方法
CN112431018A (zh) * 2020-08-03 2021-03-02 中国科学技术大学先进技术研究院 光致变色蚕丝及其制备方法
CN112608730B (zh) * 2020-11-30 2023-01-20 天津孚信阳光科技有限公司 一种单向变色纳米材料及其制备方法与应用
CN113861959A (zh) * 2021-11-10 2021-12-31 天津大学 一种银-铜-氧化钨的光致变色复合纳米材料及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101417819A (zh) * 2008-11-21 2009-04-29 中国地质大学（武汉） 一种微观形貌为空心微球的光致变色wo3薄膜及其制备方法
CN101531401A (zh) * 2009-04-14 2009-09-16 中国地质大学（武汉） 一种具有敏感光致变色性能的MoO3纳米杆粉体的制备方法
CN103288136A (zh) * 2012-02-27 2013-09-11 新疆教育学院 一种形貌可控的二氧化钼亚微米晶的水热合成方法
CN106479479A (zh) * 2016-09-28 2017-03-08 沪本新材料科技（上海）有限公司 一种可逆光致变色氧化钨纳米材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101417819A (zh) * 2008-11-21 2009-04-29 中国地质大学（武汉） 一种微观形貌为空心微球的光致变色wo3薄膜及其制备方法
CN101531401A (zh) * 2009-04-14 2009-09-16 中国地质大学（武汉） 一种具有敏感光致变色性能的MoO3纳米杆粉体的制备方法
CN103288136A (zh) * 2012-02-27 2013-09-11 新疆教育学院 一种形貌可控的二氧化钼亚微米晶的水热合成方法
CN106479479A (zh) * 2016-09-28 2017-03-08 沪本新材料科技（上海）有限公司 一种可逆光致变色氧化钨纳米材料及其制备方法

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