CN111117594B - 基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件 - Google Patents

基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件 Download PDF

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Abstract

本发明属于电致变色材料技术领域，公开了一种基于动态金属‑配体络合的电致变色材料、电致变色器件，由金属离子，变色材料和电解质混合而成，基于动态金属‑配体络合作用设计的电致变色器件，电致变色器件的结构分为液态电致变色器件结构和固态电致变色器件结构。液态电致变色器件结构分为第一电极、电致变色媒介、第二电极。固态电致变色器件结构分为第一电极、电致变色媒介、离子交换膜、辅助媒介、第二电极。本发明实现了全可见光谱可调、高对比度、同时具备高着色效率、快速的电致变色响应、优异的循环可逆性以及超低成本，制备工艺简单的优点。

Description

基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件
技术领域
本发明属于电致变色材料技术领域，尤其涉及一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件。
背景技术
目前，最接近的现有技术：现有电致变色材料都是基于电子转移的机理，主要可以分为：无机氧化物类电致变色材料、有机和聚合物类电致变色材料、金属有机配位物类电致变色材料。
以三氧化钨为代表的无机氧化物类电致变色材料具有无机物固有的稳定性好，抗紫外疲劳性的特点。以三氧化钨为例，电刺激下能够实现无色到蓝色的可逆变化。其变色机理是：施加电压时，WO3发生氧化/还原，同时阳离子在其晶格内的嵌入与脱出使得氧化物晶相结构发生变化，进而产生材料颜色的改变。WO3+M++e-→MxWO3。由于无机材料所固有的结构可修饰性差，不易实现多色调节，显示颜色较为单一，循环可逆性较差，着色效率低、同时由于其导电性差，导致其相同电压刺激下对比度不高，以及常采用的磁控溅射较高成本的制备工艺等制约了其在实际生活中的应用。共轭聚合物和紫罗精为代表的有机和聚合物类电致变色材料，以共轭聚合物聚噻吩为例，当分子被氧时，可以在其价带和导带之间逐渐形成具有更小带隙的极化子能级和双极化子能级，进而产生吸收光谱的变化。通过对其发色团上进行推吸电子结构的修饰可获得具有颜色可调的优点、并且其着色效率高，对比度高，由于反应过程中不稳定自由基的存在以及氧化还原位点和变色位点处于同一结构基元导致着色/褪色状态的光学记忆效应比较差。同时往往需要复杂的合成过程，成本较高。传统有机金属配合物类电致变色，其原理是基于中心金属离子发生氧化还原后，使得配体到金属离子之间的电子跃迁受阻，导致配体吸收光谱发生移动产生颜色的改变，但由于其吸收光谱一般比较宽，导致其色纯度较低，响应速度较慢同样限制了其应用。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术基于无机氧化物类电致变色材料颜色较为单一，循环可逆性较差，着色效率低、对比度不高。尽管有机电致变色具有较好的颜色可调性，但是其色纯度不够高，不同颜色的分子需要复杂的合成，成本较高，较难实现全光谱范围内高对比度变化，氧化还原过程中产生的不稳定自由基不利于着色/褪色状态的稳定，不利于循环的可逆性。
解决上述技术问题的难度：传统的无机、有机电致变色材料以及有机金属配合物类材料由于受其固有的氧化还原机理的限制，较难从根本上解决其固有的性能缺陷。以无机电致变色材料为例，尽管人们目前开发了多种制备材料的工艺，包括化学气相沉积，电沉积，溶胶-凝胶技术等，通过更加简单易得的方式制备了各种纳米材料,例如含纳米颗粒，纳米棒，纳米线的电致变色薄,在降低了其成本的同时，大大提高了其响应速度、循环可逆性等性能，其原因在于扩大了反应的表面积，增大了离子迁移的动力学。但是其结构的修饰性差，较难制备多色展示的电致变色材料。有机共轭聚合物在实现多色显示材料过程中复杂的设计合成也是难以避免，不稳定自由基也难以消除，性能的提高依旧受限。尽管众多课题组做了大量研究工作，依旧主要围绕原有材料的修饰，难以从根本上解决电致变色所遇到的瓶颈，同时在新的的电致变色机理开发方面进展缓慢。
解决上述技术问题的意义：通过开发基于动态金属-配体络合新的电致变色机理，利用金属离子优异的电化学稳定性以及染料分子种类可选择性广，材料简单易得，摩尔吸收光谱高等优点，克服传统电致变色材料固有的颜色可调性差，色纯度低，制备成本高，稳定性不好的固有缺陷，通过提高电致变色的性能，真正推动电致变色材料应用于日常生活的显示领域。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件。
本发明是这样实现的，一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料，所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料由金属离子，变色分子，电解质混合而成，其中金属离子比例和变色分子比例从1：0.001到1：1000范围内。
金属离子和变色分子物质的量比为0.01-50，电解质浓度为0.001mol/L-100mol/L；
金属种类包括：含阳离子Ti3+，Ti4+，V2+，V3+，V4+，V5+，Cr2+，Cr3+，Cr6+，Mn2+，M3+，Mn4+，Mn6+，Mn7+，Fe2+，Fe3+，Co2+，Co3+，Ni2+，N3+，Cu+，Cu2+，As3+，As5+，Se4+，Se6+，Nb3+，Nb5+，Mo2+，Mo3+，Mo4+，Mo5+，Mo6+，Ru2+，Ru3+，Ru4+，Ru6+，Ru8+，Rh2+，Rh3+，Rh4+，Pd2+，Pd4+，Sn2+，Sn4+，Sb+，Sb5+，Te4+，Te6+，W2+，W3+，W4+，W5+，W6+，Re2+，Re4+，Re6+，Re7+，Os3+，Os4+，Os6+，Os8+，Ir2+，Ir3+，Ir4+，Ir6+，Pt2+，Pt4+，Au+，Au3+，Tl+，Tl3+，Pb2+，Pb4+，Bi2+，Bi5+，Po2+，Po4+的金属盐类。
进一步，所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料的变色分子结构如式I和式Ⅱ所示：
式I中的Y是O原子、S原子、Si(CH3)2；
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7是H、卤素、C1-C24间的烷基、C1-C24间的取代烷基、羟基、C1-C24间的烷氧基、氨基、C1-C24间的烷氨基、C6-C24的芳基，同时含有芳环和烷烃的C7-C24间的基团中的任意一种。
进一步，所述电解质为含金属离子的无机或有机金属盐类、四烷基季铵盐、离子液体；含金属离子的无机或有机金属盐类选自Li、Na、K、Rb、Cs、Cu或Ag盐中的任意组合；
述离子液体为丁基三甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺、三丁基甲基二丁基磷酸铵、三丁基甲基氯化铵、三丁基甲基甲基碳酸铵、三乙基甲基二丁基磷酸铵、三氟甲基磺酸四乙基铵、三辛基甲基硫酸氢铵、乙基二甲基丙基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、十七氟辛磺酸四丁基铵、四丁基亚硝酸铵、四丁基氢氧化铵、四丁基甲磺酸铵、四丁基铵双三氟甲烷磺酰亚胺、四丁基铵琥珀酰亚胺、四己基硫酸氢铵、四己基碘化铵、四庚基氯化铵、四庚基溴化铵、四正丁铵三碘盐、四氟硼酸四己基铵、四氯十二烷基铵、四溴十二烷基铵、四甲基氢氧化铵、四癸基溴化铵、四辛基氯化铵、甲基三丁基硫酸铵甲酯、甲基三(十八烷基)溴化铵、甲基三辛基硫代水杨酸铵、甲基-三辛基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、2-羟乙基-三甲基铵L-(+)-乳酸盐、2-羟基-N，N-二(2-羟乙基)-N-甲基乙铵硫酸甲酯盐、苄基二甲基十四烷基氯化铵、苯甲酸四丁基铵、苯硫酚四丁基铵、醋酸胆碱、1-丁基溴化吡啶、1-丁基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-4-甲基碘化吡啶、1-乙基吡啶鎓四氟硼酸酯、1-(3-氰丙基)氯化吡啶、3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-丁基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、4-(3-丁基-1-咪唑)-1-丁烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯、1-丁基-3-甲基咪唑碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑碳酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲苯磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸酯、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑L-(+)-乳酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(五氟乙基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酰盐、1-乙基-3-甲基溴化咪唑、1-乙基-3-甲基碘化咪唑鎓、1，3-二乙氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二乙氧基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰)甲基化物、1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲基咪唑二甲基膦、1，3-二甲基咪唑啉甲烷磺酸盐、1，3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二羟基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，3-二羟基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化物、1，3-双(3-氰丙基)氯化咪唑鎓、1，3-双(氰甲基)咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-双(氰甲基)氯化咪唑鎓、1-己基-3-甲基三氟甲烷磺酸咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓、氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、氯化1-苄基-3-甲基咪唑鎓、1-(3-氰丙基)-3-咪唑鎓二氰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基氯化咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-甲基-3-丙基咪唑甲基碳酸酯、1-甲基-3-丙基碘化咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑碳酸甲酯、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、1-甲基-3-辛基咪唑三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐、1-甲基-3-辛基氯化咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、癸基甲基氯化咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、三丁基甲基膦二丁基磷酸盐、三丁基甲基膦甲基硫酸盐、三乙基甲基磷二丁基磷酸酯、三己基十四烷化膦溴化物、三己基十四烷基氯化膦、三己基十四烷基癸酸膦、三己基(十四烷基)膦二氰胺、三己基十四烷基膦双(三氟甲基磺酰基)酰胺、三己基十四烷基膦双(2，4，4-三甲基戊基)次磷酸盐、3-(三苯基磷)丙烷-1-甲苯磺酰基、3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐、对甲苯磺酸四丁基磷、甲磺酸四丁基磷、1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷二腈胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碘化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碳酸甲酯、1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、四氟硼酸1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓、1-甲基-1-乙基吡咯烷鎓六氟磷酸盐、1-甲基-1-乙基溴化吡咯烷、三乙基锍双(三氟甲基磺酰)亚胺、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓四氟硼酸酯、1-丁基-1-甲基哌啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、4-乙基-4-甲基吗啉甲基碳酸盐、至少含一个S、N、P杂原子的C4-C60离子液体中的任意一种。
本发明的另一目的在于提供一种由所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料制备的电致变色器件，所述电致变色器件的结构为第一电极、电致变色媒介、离子交换膜、辅助媒介、第二电极。液态电致变色器件结构为第一电极、电致变色媒介、第二电极。
进一步，所述电致变色媒介由基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料分散在液体或固体媒介中构成。
进一步，所述第一电极和第二电极中所使用的电极材料为金、银、铜、汞、铂、钯、钨、铝、锌、氧化锌、氧化铟与氧化锡复合物、碳化钨、碳化镍、石墨、石墨烯、碳纳米管电极材料的任意组合。
进一步，所述离子交换膜的厚度为20nm～500μm的质子交换膜、锂离子导电膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜或含有电解质的液体或固体媒介的任意一种。
进一步，所述辅助媒介是含有电解质的液体或固体媒介或是含有具有还原性质的物质和电解质的液体或固体媒介。
进一步，所述具有还原性质的物质是醌类、含有羰基的化合物、含有硝基的化合物、金属盐或者金属配合物；
所述电解质为含一价金属离子的无机或有机金属盐类、四烷基季铵盐、离子液体；一价金属离子的无机或有机金属盐类选自Li、Na、K、Rb、Cs、Cu或Ag盐的任意组合；
所述液体媒介是溶剂或离子液体，固体媒介是高分子聚合物。
进一步，所述溶剂选自水、含C1-C18的醇类、至少含一个氧原子的C3-C24醚类、至少含一个硫原子的C3-C24硫醚类、含C2-C18的亚砜类、含C2-C18的砜类、含C3-C24的酮类、含C1-C18的酸类、含C1-C18的磺酸类、含C2-C18的酯类、含C1-C18的酰胺类、含C1-C18的烷烃、含C1-C18的烯烃、含C1-C18的炔烃、含C1-C18的芳烃、至少含一个杂原子O、S、N、P的C3-C18的杂环、至少含一个卤素原子的烷烃、至少含一个卤素原子的芳烃中的任意组合；
所述离子液体为丁基三甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺、三丁基甲基二丁基磷酸铵、三丁基甲基氯化铵、三丁基甲基甲基碳酸铵、三乙基甲基二丁基磷酸铵、三氟甲基磺酸四乙基铵、三辛基甲基硫酸氢铵、乙基二甲基丙基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、十七氟辛磺酸四丁基铵、四丁基亚硝酸铵、四丁基氢氧化铵、四丁基甲磺酸铵、四丁基铵双三氟甲烷磺酰亚胺、四丁基铵琥珀酰亚胺、四己基硫酸氢铵、四己基碘化铵、四庚基氯化铵、四庚基溴化铵、四正丁铵三碘盐、四氟硼酸四己基铵、四氯十二烷基铵、四溴十二烷基铵、四甲基氢氧化铵、四癸基溴化铵、四辛基氯化铵、甲基三丁基硫酸铵甲酯、甲基三(十八烷基)溴化铵、甲基三辛基硫代水杨酸铵、甲基-三辛基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、2-羟乙基-三甲基铵L-(+)-乳酸盐、2-羟基-N，N-二(2-羟乙基)-N-甲基乙铵硫酸甲酯盐、苄基二甲基十四烷基氯化铵、苯甲酸四丁基铵、苯硫酚四丁基铵、醋酸胆碱、1-丁基溴化吡啶、1-丁基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-4-甲基碘化吡啶、1-乙基吡啶鎓四氟硼酸酯、1-(3-氰丙基)氯化吡啶、3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-丁基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、4-(3-丁基-1-咪唑)-1-丁烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯、1-丁基-3-甲基咪唑碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑碳酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲苯磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸酯、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑L-(+)-乳酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(五氟乙基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酰盐、1-乙基-3-甲基溴化咪唑、1-乙基-3-甲基碘化咪唑鎓、1，3-二乙氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二乙氧基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰)甲基化物、1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲基咪唑二甲基膦、1，3-二甲基咪唑啉甲烷磺酸盐、1，3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二羟基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，3-二羟基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化物、1，3-双(3-氰丙基)氯化咪唑鎓、1，3-双(氰甲基)咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-双(氰甲基)氯化咪唑鎓、1-己基-3-甲基三氟甲烷磺酸咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓、氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、氯化1-苄基-3-甲基咪唑鎓、1-(3-氰丙基)-3-咪唑鎓二氰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基氯化咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-甲基-3-丙基咪唑甲基碳酸酯、1-甲基-3-丙基碘化咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑碳酸甲酯、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、1-甲基-3-辛基咪唑三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐、1-甲基-3-辛基氯化咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、癸基甲基氯化咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、三丁基甲基膦二丁基磷酸盐、三丁基甲基膦甲基硫酸盐、三乙基甲基磷二丁基磷酸酯、三己基十四烷化膦溴化物、三己基十四烷基氯化膦、三己基十四烷基癸酸膦、三己基(十四烷基)膦二氰胺、三己基十四烷基膦双(三氟甲基磺酰基)酰胺、三己基十四烷基膦双(2，4，4-三甲基戊基)次磷酸盐、3-(三苯基磷)丙烷-1-甲苯磺酰基、3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐、对甲苯磺酸四丁基磷、甲磺酸四丁基磷、1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷二腈胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碘化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碳酸甲酯、1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、四氟硼酸1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓、1-甲基-1-乙基吡咯烷鎓六氟磷酸盐、1-甲基-1-乙基溴化吡咯烷、三乙基锍双(三氟甲基磺酰)亚胺、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓四氟硼酸酯、1-丁基-1-甲基哌啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、4-乙基-4-甲基吗啉甲基碳酸盐、至少含一个S、N、P杂原子的C4-C60离子液体中的任意一种；
所述高分子聚合物是聚苯乙烯、聚苯丙烯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸异丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸异丁酯、聚丙烯酸叔丁酯、聚丙烯酸戊酯、聚丙烯酸异戊酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸异戊酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氨基甲酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醋酸乙烯、聚硅酮、聚丙烯晴、聚三氟氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚二甲基硅酸酯中的任意组合。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明的电致变色机理：金属离子在电压的外界刺激下，发生氧化\还原反应，导致其电子轨道发生变化，其络合能力也相应改变。在未收到电压刺激状态时，金属离子和变色染料分子未发生络合作用，变色分子处于关环形式，当金属离子被氧化/还原后，金属离子与变色分子发生络合作用，变色分子处于开环形式，颜色发生改变。由于变色分子可以含有不同取代基，其变色的颜色是可调的。又由于染料分子较高的摩尔吸光系数，故其变色对比度较高。金属离子的电化学可逆性保证了变色具有良好的可逆性。
本发明的电致变色机理：同理，金属离子在电压的外界刺激下，发生氧化\还原反应，导致其电子轨道发生变化，其络合能力也相应改变。在未收到电压刺激状态时，金属离子和变色分子未发生络合作用，变色分子式Ⅱ处于关环形式，当金属离子被氧化/还原后，金属离子与变色分子发生络合作用，变色分子式Ⅱ处于开环形式，颜色发生改变。由于变色分子可以含有不同取代基，其变色的颜色是可调的。又由于染料分子较高的摩尔吸光系数，故其变色对比度较高。金属离子的电化学可逆性保证了变色具有良好的可逆性。
本发明解决了现有技术中基于有机及聚合物类电致变色材料的复杂的合成过程，成本较高问题。本发明解决了现有技术中基于传统有机金属配合物类电致变色材料的色纯度较低，响应速度较慢的问题。本发明解决了现有技术中基于传统电子转移的机理设计的电致变色材料制备得到的电致变色器件颜色对比度低，光谱颜色变化范围窄，色纯度低的问题。
本发明通过基于动态金属-配体络合作用，利用多价态金属离子发生氧化还原前后与变色分子络合能力的不同，诱导变色分子发生颜色的变化。既兼顾了金属离子的电化学稳定性，同时兼顾了染料分子的颜色可调、色纯度高、高的摩尔吸光系数，使得电致变色器件具备全色可调、高的色纯度、高的对比度、高的着色效率、快的响应速度，优异的可逆性和稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电致变色器件的制备方法流程图。
图2是本发明实施例提供的电致变色器件的开启电压示意图。
图3是本发明实施例提供的电致变色器件的着色效率图。
图4是本发明实施例提供的电致变色着色对比度图。
图5是本发明实施例提供的电致变色性能与电解质种类的关系示意图。
图6是本发明实施例提供的基于动态金属-配体络合电致变色材料和现有技术对比图，以白光对比度为例。
图7是本发明实施例提供的在585nm吸收光下产生高达74％的对比度变化示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料、电致变色器件，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明实施例提供的基于动态金属-配体络合的电致变色材料由金属离子，变色分子，电解质混合而成，金属离子比例和变色分子比例从1：0.001到1：1000范围内。金属离子和变色分子物质的量比为0.01-50，电解质浓度为0.001mol/L-100mol/L，金属种类包括：含阳离子Ti3+，Ti4+，V2+，V3+，V4+，V5+，Cr2+，Cr3+，Cr6+，Mn2+，M3+，Mn4+，Mn6+，Mn7+，Fe2+，Fe3+，Co2+，Co3+，Ni2+，N3+，Cu+，Cu2+，As3+，As5+，Se4+，Se6+，Nb3+，Nb5+，Mo2+，Mo3+，Mo4+，Mo5+，Mo6+，Ru2+，Ru3+，Ru4+，Ru6+，Ru8+，Rh2+，Rh3+，Rh4+，Pd2+，Pd4+，Sn2+，Sn4+，Sb+，Sb5+，Te4+，Te6+，W2+，W3+，W4+，W5+，W6+，Re2+，Re4+，Re6+，Re7+，Os3+，Os4+，Os6+，Os8+，Ir2+，Ir3+，Ir4+，Ir6+，Pt2+，Pt4+，Au+，Au3+，Tl+，Tl3+，Pb2+，Pb4+，Bi2+，Bi5+，Po2+，Po4+的金属盐类。
本发明实施例的基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料的变色分子结构如式I所示：
式I中的Y是O原子、S原子、Si(CH3)2。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7是H、卤素、C1-C24间的烷基、C1-C24间的取代烷基、羟基、C1-C24间的烷氧基、氨基、C1-C24间的烷氨基、C6-C24的芳基，同时含有芳环和烷烃的C7-C24间的基团中的任意一种。
式I的电致变色机理：金属离子在电压的外界刺激下，发生氧化\还原反应，导致其电子轨道发生变化，其络合能力也相应改变。在未收到电压刺激状态时，金属离子和变色染料分子未发生络合作用，变色分子处于关环形式，当金属离子被氧化/还原后，金属离子与变色分子发生络合作用，变色分子处于开环形式，颜色发生改变。由于变色分子可以含有不同取代基，其变色的颜色是可调的。又由于染料分子较高的摩尔吸光系数，故其变色对比度较高。金属离子的电化学可逆性保证了变色具有良好的可逆性。
式Ⅱ的电致变色机理：同理，金属离子在电压的外界刺激下，发生氧化\还原反应，导致其电子轨道发生变化，其络合能力也相应改变。在未收到电压刺激状态时，金属离子和变色分子未发生络合作用，变色分子式Ⅱ处于关环形式，当金属离子被氧化/还原后，金属离子与变色分子发生络合作用，变色分子式Ⅱ处于开环形式，颜色发生改变。由于变色分子可以含有不同取代基，其变色的颜色是可调的。又由于染料分子较高的摩尔吸光系数，故其变色对比度较高。金属离子的电化学可逆性保证了变色具有良好的可逆性。
本发明实施例的电解质为含金属离子的无机或有机金属盐类、四烷基季铵盐、离子液体；含金属离子的无机或有机金属盐类选自Li、Na、K、Rb、Cs、Cu或Ag盐中的任意组合。
离子液体为丁基三甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺、三丁基甲基二丁基磷酸铵、三丁基甲基氯化铵、三丁基甲基甲基碳酸铵、三乙基甲基二丁基磷酸铵、三氟甲基磺酸四乙基铵、三辛基甲基硫酸氢铵、乙基二甲基丙基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、十七氟辛磺酸四丁基铵、四丁基亚硝酸铵、四丁基氢氧化铵、四丁基甲磺酸铵、四丁基铵双三氟甲烷磺酰亚胺、四丁基铵琥珀酰亚胺、四己基硫酸氢铵、四己基碘化铵、四庚基氯化铵、四庚基溴化铵、四正丁铵三碘盐、四氟硼酸四己基铵、四氯十二烷基铵、四溴十二烷基铵、四甲基氢氧化铵、四癸基溴化铵、四辛基氯化铵、甲基三丁基硫酸铵甲酯、甲基三(十八烷基)溴化铵、甲基三辛基硫代水杨酸铵、甲基-三辛基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、2-羟乙基-三甲基铵L-(+)-乳酸盐、2-羟基-N，N-二(2-羟乙基)-N-甲基乙铵硫酸甲酯盐、苄基二甲基十四烷基氯化铵、苯甲酸四丁基铵、苯硫酚四丁基铵、醋酸胆碱、1-丁基溴化吡啶、1-丁基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-4-甲基碘化吡啶、1-乙基吡啶鎓四氟硼酸酯、1-(3-氰丙基)氯化吡啶、3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-丁基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、4-(3-丁基-1-咪唑)-1-丁烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯、1-丁基-3-甲基咪唑碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑碳酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲苯磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸酯、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑L-(+)-乳酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(五氟乙基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酰盐、1-乙基-3-甲基溴化咪唑、1-乙基-3-甲基碘化咪唑鎓、1，3-二乙氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二乙氧基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰)甲基化物、1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲基咪唑二甲基膦、1，3-二甲基咪唑啉甲烷磺酸盐、1，3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二羟基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，3-二羟基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化物、1，3-双(3-氰丙基)氯化咪唑鎓、1，3-双(氰甲基)咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-双(氰甲基)氯化咪唑鎓、1-己基-3-甲基三氟甲烷磺酸咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓、氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、氯化1-苄基-3-甲基咪唑鎓、1-(3-氰丙基)-3-咪唑鎓二氰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基氯化咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-甲基-3-丙基咪唑甲基碳酸酯、1-甲基-3-丙基碘化咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑碳酸甲酯、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、1-甲基-3-辛基咪唑三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐、1-甲基-3-辛基氯化咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、癸基甲基氯化咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、三丁基甲基膦二丁基磷酸盐、三丁基甲基膦甲基硫酸盐、三乙基甲基磷二丁基磷酸酯、三己基十四烷化膦溴化物、三己基十四烷基氯化膦、三己基十四烷基癸酸膦、三己基(十四烷基)膦二氰胺、三己基十四烷基膦双(三氟甲基磺酰基)酰胺、三己基十四烷基膦双(2，4，4-三甲基戊基)次磷酸盐、3-(三苯基磷)丙烷-1-甲苯磺酰基、3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐、对甲苯磺酸四丁基磷、甲磺酸四丁基磷、1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷二腈胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碘化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碳酸甲酯、1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、四氟硼酸1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓、1-甲基-1-乙基吡咯烷鎓六氟磷酸盐、1-甲基-1-乙基溴化吡咯烷、三乙基锍双(三氟甲基磺酰)亚胺、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓四氟硼酸酯、1-丁基-1-甲基哌啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、4-乙基-4-甲基吗啉甲基碳酸盐、至少含一个S、N、P杂原子的C4-C60离子液体中的任意一种。
如图1所示，本发明实施例提供的电致变色器件的制备方法包括以下步骤：
S101：变色分子以氯化亚铁作为提供金属离子的电活性物质，以四氟硼酸锂作为电解质，二者混合作为基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料，以二甲基乙酰胺作为溶剂，得到电致变色媒介；
S102：将电致变色媒介注入到两块干净的ITO电极之间，之后将其组装成液态电致变色器件。
在本发明的优选实施例中，电致变色器件的结构为第一电极、电致变色媒介、离子交换膜、辅助媒介、第二电极。液态电致变色器件结构为第一电极、电致变色媒介、第二电极。
在本发明的优选实施例中，电致变色媒介由基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料分散在液体或固体媒介中构成。
在本发明的优选实施例中，第一电极和第二电极中所使用的电极材料为金、银、铜、汞、铂、钯、钨、铝、锌、氧化锌、氧化铟与氧化锡复合物、碳化钨、碳化镍、石墨、石墨烯、碳纳米管电极材料的任意组合。
在本发明的优选实施例中，离子交换膜的厚度为20nm～500μm的质子交换膜、锂离子导电膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜或含有电解质的液体或固体媒介的任意一种。
在本发明的优选实施例中，辅助媒介是含有电解质的液体或固体媒介或是含有具有还原性质的物质和电解质的液体或固体媒介。
在本发明的优选实施例中，具有还原性质的物质是醌类、含有羰基的化合物、含有硝基的化合物、金属盐或者金属配合物。
在本发明的优选实施例中，电解质为含一价金属离子的无机或有机金属盐类、四烷基季铵盐、离子液体；一价金属离子的无机或有机金属盐类选自Li、Na、K、Rb、Cs、Cu或Ag盐的任意组合。
在本发明的优选实施例中，液体媒介是溶剂或离子液体，固体媒介是高分子聚合物。
在本发明的优选实施例中，溶剂选自水、含C1-C18的醇类、至少含一个氧原子的C3-C24醚类、至少含一个硫原子的C3-C24硫醚类、含C2-C18的亚砜类、含C2-C18的砜类、含C3-C24的酮类、含C1-C18的酸类、含C1-C18的磺酸类、含C2-C18的酯类、含C1-C18的酰胺类、含C1-C18的烷烃、含C1-C18的烯烃、含C1-C18的炔烃、含C1-C18的芳烃、至少含一个杂原子O、S、N、P的C3-C18的杂环、至少含一个卤素原子的烷烃、至少含一个卤素原子的芳烃中的任意组合。
在本发明的优选实施例中，离子液体为丁基三甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺、三丁基甲基二丁基磷酸铵、三丁基甲基氯化铵、三丁基甲基甲基碳酸铵、三乙基甲基二丁基磷酸铵、三氟甲基磺酸四乙基铵、三辛基甲基硫酸氢铵、乙基二甲基丙基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、十七氟辛磺酸四丁基铵、四丁基亚硝酸铵、四丁基氢氧化铵、四丁基甲磺酸铵、四丁基铵双三氟甲烷磺酰亚胺、四丁基铵琥珀酰亚胺、四己基硫酸氢铵、四己基碘化铵、四庚基氯化铵、四庚基溴化铵、四正丁铵三碘盐、四氟硼酸四己基铵、四氯十二烷基铵、四溴十二烷基铵、四甲基氢氧化铵、四癸基溴化铵、四辛基氯化铵、甲基三丁基硫酸铵甲酯、甲基三(十八烷基)溴化铵、甲基三辛基硫代水杨酸铵、甲基-三辛基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、2-羟乙基-三甲基铵L-(+)-乳酸盐、2-羟基-N，N-二(2-羟乙基)-N-甲基乙铵硫酸甲酯盐、苄基二甲基十四烷基氯化铵、苯甲酸四丁基铵、苯硫酚四丁基铵、醋酸胆碱、1-丁基溴化吡啶、1-丁基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-4-甲基碘化吡啶、1-乙基吡啶鎓四氟硼酸酯、1-(3-氰丙基)氯化吡啶、3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-丁基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、4-(3-丁基-1-咪唑)-1-丁烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯、1-丁基-3-甲基咪唑碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑碳酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲苯磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸酯、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑L-(+)-乳酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(五氟乙基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酰盐、1-乙基-3-甲基溴化咪唑、1-乙基-3-甲基碘化咪唑鎓、1，3-二乙氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二乙氧基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰)甲基化物、1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲基咪唑二甲基膦、1，3-二甲基咪唑啉甲烷磺酸盐、1，3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二羟基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，3-二羟基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化物、1，3-双(3-氰丙基)氯化咪唑鎓、1，3-双(氰甲基)咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-双(氰甲基)氯化咪唑鎓、1-己基-3-甲基三氟甲烷磺酸咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓、氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、氯化1-苄基-3-甲基咪唑鎓、1-(3-氰丙基)-3-咪唑鎓二氰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基氯化咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-甲基-3-丙基咪唑甲基碳酸酯、1-甲基-3-丙基碘化咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑碳酸甲酯、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、1-甲基-3-辛基咪唑三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐、1-甲基-3-辛基氯化咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、癸基甲基氯化咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、三丁基甲基膦二丁基磷酸盐、三丁基甲基膦甲基硫酸盐、三乙基甲基磷二丁基磷酸酯、三己基十四烷化膦溴化物、三己基十四烷基氯化膦、三己基十四烷基癸酸膦、三己基(十四烷基)膦二氰胺、三己基十四烷基膦双(三氟甲基磺酰基)酰胺、三己基十四烷基膦双(2，4，4-三甲基戊基)次磷酸盐、3-(三苯基磷)丙烷-1-甲苯磺酰基、3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐、对甲苯磺酸四丁基磷、甲磺酸四丁基磷、1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷二腈胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碘化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碳酸甲酯、1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、四氟硼酸1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓、1-甲基-1-乙基吡咯烷鎓六氟磷酸盐、1-甲基-1-乙基溴化吡咯烷、三乙基锍双(三氟甲基磺酰)亚胺、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓四氟硼酸酯、1-丁基-1-甲基哌啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、4-乙基-4-甲基吗啉甲基碳酸盐、至少含一个S、N、P杂原子的C4-C60离子液体中的任意一种。
在本发明的优选实施例中，高分子聚合物是聚苯乙烯、聚苯丙烯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸异丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸异丁酯、聚丙烯酸叔丁酯、聚丙烯酸戊酯、聚丙烯酸异戊酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸异戊酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氨基甲酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醋酸乙烯、聚硅酮、聚丙烯晴、聚三氟氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚二甲基硅酸酯中的任意组合。
结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
实施例1
本发明实施例中，以式I作为变色分子，以碘化亚铜作为提供金属离子的电活性物质，以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为电解质，二者混合作为基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料，以乙腈作为溶剂。其中式I-1是通式I中的R1为N，N-二乙基，R3为甲基，R4为胺苯基，R2、R5、R6、R7为氢，Y为氧，其结构式如式I-1所示，电致变色媒介配制：0.01mol的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为电解质，106mg I-1，10mg碘化亚铜，对苯醌64mg用乙腈定容到10mL。
电致变色器件的制备：将上述的电致变色媒介注入到两块干净的ITO电极之间，之后将其组装成液态电致变色器件，电致变色器件在正电压+1.5V的条件下，器件由无色透明变为黑色；在负电压-0.6V下，黑色又变为无色透明状态，电致变色器件由无色透明状态变为最大着色状态透过率变化高达74％，只需要5秒，如图2所示，具有低的开启电压，如图3所示，具有高的着色效率，如图4所示，说明以基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料具有高的对比度。
实施例2
本发明实施例中，以式Ⅱ作为变色分子，以氯化亚铁作为提供金属离子的电活性物质，以四氟硼酸锂作为电解质，二者混合作为基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料，以二甲基乙酰胺作为溶剂。其中式Ⅱ-1是式Ⅱ中的R1，R3为N，N-二乙基，R2、R4为羟基，R5、R6、R7为氢，其结构式如下Ⅱ-1所示，电致变色媒介配制：称量0.30g四氟硼酸锂，0.2gⅡ-1分子，用二甲基乙酰胺定容到10mL。
电致变色器件的制备：将上述的电致变色媒介旋涂到干净的ITO-1电极，以PMMA/IL(60％/40％，v/v)制备成离子交换膜，以对苯醌(3.2mg/mL)/对苯酚(3.2mg/mL)/PMMA/IL(60％/40％，v/v)制备成离子交换膜之后将其组装成固态电致变色器件，该电致变色器件在正电压+1.5V下，器件由无色透明变为紫色；在负电压-0.8V下，紫色又变为无色透明状态。说明电致变色材料具有良好的电致变色性能。
实施例3
本发明实施例中，以式I-2作为变色分子，以三氯化铱作为提供金属离子的电活性物质，以高氯酸锂作为电解质，二者混合作为基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料，以丁腈作为溶剂。其中式I-2是式I中的R1，R3为苯甲基，R2、R4、R5、R7为氢，R6为硝基，Y为二甲基硅，其结构式如式Ⅵ-1所示，电致变色媒介配制：0.8g的高氯酸锂作为电解质，0.3g I-2，用丁腈定容到10mL。
电致变色器件的制备：将上述的电致变色媒介注入到两块干净的ITO电极之间，之后将其组装成液态电致变色器件，电致变色器件在正电压+1.5V的条件下，器件由无色透明变为蓝色；在负电压-0.6V下，蓝色又变为无色透明状态。说明电致变色材料具有良好的电致变色性能。
本发明通过基于动态金属-配体络合作用，利用多价态金属离子发生氧化还原前后与变色分子络合能力的不同，诱导变色分子发生颜色的变化。既兼顾了金属离子的电化学稳定性，同时兼顾了染料分子的颜色可调、高的色纯度、高的摩尔吸光系数，使得电致变色器件具备全色可调、高的色纯度、高的对比度、高的着色效率、快的响应速度，优异的可逆性和稳定性。
本发明实施例中，以式I作为变色分子，以溴化亚铜作为提供金属离子的电活性物质，以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为电解质，二者混合作为基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料，以乙腈作为溶剂。其中式I-1是通式I中的R1为N，N-二乙基，R3为甲基，R4为胺苯基，R2、R5、R6、R7为氢，Y为氧，其结构式如式I-1所示，电致变色媒介配制：0.01mol的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐作为电解质，106mg I-1，10mg溴化亚铜，对苯醌64mg用乙腈定容到10mL。
电致变色器件的制备：将上述的电致变色媒介注入到两块干净的ITO电极之间，之后将其组装成液态电致变色器件。电致变色器件在施加1.5V 5s/0.6V 5s电压调控下能够使器件产生从无色到黑色变化，在585nm吸收光下产生高达74％的对比度变化，并且具有较好的可逆性，如图7所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (8)

1.一种基于动态金属-配体络合的电致变色材料，其特征在于，所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料由金属离子，变色分子，电解质混合而成；
金属离子和变色分子物质的量比为0 .01-50，电解质浓度为0 .001mol/L-100mol/L；
金属种类包括：含阳离子Fe2+，Fe3+，Cu+，Cu2+，Ir2+，Ir3+，Ir4+，Ir6+的金属盐类；
所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料的变色分子结构如式I和式Ⅱ所示：
式I中的Y是O原子、S原子、Si(CH3)2；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7是H、卤素、C1-C24间的烷基、C1-C24间的取代烷基、羟基、C1-C24间的烷氧基、氨基、C1-C24间的烷氨基、C6-C24的芳基，同时含有芳环和烷烃的C7-C24间的基团中的任意一种；
所述电解质为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、四氟硼酸锂和高氯酸锂中的任意组合。
2.一种由权利要求1所述基于动态金属-配体络合的电致变色材料制备的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件的结构为第一电极、电致变色媒介、离子交换膜、辅助媒介、第二电极；液态电致变色器件结构为第一电极、电致变色媒介、第二电极。
3.如权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色媒介由基于动态金属-配体络合作用的电致变色材料分散在液体或固体媒介中构成。
4.如权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一电极和第二电极中所使用的电极材料为金、银、铜、汞、铂、钯、钨、铝、锌、氧化锌、氧化铟与氧化锡复合物、碳化钨、碳化镍、石墨、石墨烯、碳纳米管电极材料的任意组合。
5.如权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述离子交换膜的厚度为20nm～500μm的质子交换膜、锂离子导电膜、阳离子交换膜、阴离子交换膜的任意一种。
6.如权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述辅助媒介是含有电解质的液体或固体媒介或是含有具有还原性质的物质和电解质的液体或固体媒介。
7.如权利要求6所述的电致变色器件，其特征在于，所述具有还原性质的物质是醌类、含有羰基的化合物、含有硝基的化合物、金属盐或者金属配合物；
所述电解质为含一价金属离子的无机或有机金属盐类、四烷基季铵盐、离子液体；一价金属离子的无机或有机金属盐类选自Li、Na、K、Rb、Cs、Cu或Ag盐的任意组合；
所述液体媒介是溶剂或离子液体，固体媒介是高分子聚合物。
8.如权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述溶剂选自水、含C1-C18的醇类、至少含一个氧原子的C3-C24醚类、至少含一个硫原子的C3-C24硫醚类、含C2-C18的亚砜类、含C2-C18的砜类、含C3-C24的酮类、含C1-C18的酸类、含C1-C18的磺酸类、含C2-C18的酯类、含C1-C18的酰胺类、含C1-C18的烷烃、含C1-C18的烯烃、含C1-C18的炔烃、含C1-C18的芳烃、至少含一个杂原子O、S、N、P的C3-C18的杂环、至少含一个卤素原子的烷烃、至少含一个卤素原子的芳烃中的任意组合；
所述离子液体为丁基三甲基铵双(三氟甲磺酰)亚胺、三丁基甲基二丁基磷酸铵、三丁基甲基氯化铵、三丁基甲基甲基碳酸铵、三乙基甲基二丁基磷酸铵、三氟甲基磺酸四乙基铵、三辛基甲基硫酸氢铵、乙基二甲基丙基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、二乙基甲基-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲磺酰基)酰亚胺、十七氟辛磺酸四丁基铵、四丁基亚硝酸铵、四丁基氢氧化铵、四丁基甲磺酸铵、四丁基铵双三氟甲烷磺酰亚胺、四丁基铵琥珀酰亚胺、四己基硫酸氢铵、四己基碘化铵、四庚基氯化铵、四庚基溴化铵、四正丁铵三碘盐、四氟硼酸四己基铵、四氯十二烷基铵、四溴十二烷基铵、四甲基氢氧化铵、四癸基溴化铵、四辛基氯化铵、甲基三丁基硫酸铵甲酯、甲基三(十八烷基)溴化铵、甲基三辛基硫代水杨酸铵、甲基-三辛基铵双(三氟甲基磺酰)亚胺、2-羟乙基-三甲基铵L-(+)-乳酸盐、2-羟基-N，N-二(2-羟乙基)-N-甲基乙铵硫酸甲酯盐、苄基二甲基十四烷基氯化铵、苯甲酸四丁基铵、苯硫酚四丁基铵、醋酸胆碱、1-丁基溴化吡啶、1-丁基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基吡啶双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-4-甲基碘化吡啶、1-乙基吡啶鎓四氟硼酸酯、1-(3-氰丙基)氯化吡啶、3-甲基-1-丙基吡啶双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-丁基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟硼酸盐、4-(3-丁基-1-咪唑)-1-丁烷磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟锑酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸辛酯、1-丁基-3-甲基咪唑碘化物、1-丁基-3-甲基咪唑碳酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氯铝酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓甲苯磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓四氟硼酸酯、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-乙基2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑L-(+)-乳酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二丁基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(五氟乙基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑1，1，2，2-四氟乙基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓对甲苯磺酰盐、1-乙基-3-甲基溴化咪唑、1-乙基-3-甲基碘化咪唑鎓、1，3-二乙氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二乙氧基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，2-二甲基-3-丙基咪唑三(三氟甲基磺酰)甲基化物、1，2-二甲基-3-丙基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲基咪唑二甲基膦、1，3-二甲基咪唑啉甲烷磺酸盐、1，3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐、1，3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-二羟基-2-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1，3-二羟基咪唑鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1-十二烷基-3-甲基咪唑碘化物、1，3-双(3-氰丙基)氯化咪唑鎓、1，3-双(氰甲基)咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1，3-双(氰甲基)氯化咪唑鎓、1-己基-3-甲基三氟甲烷磺酸咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺、1-己基-3-甲基氯化咪唑鎓、氯化1-丁基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、氯化1-苄基-3-甲基咪唑鎓、1-(3-氰丙基)-3-咪唑鎓二氰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)酰胺、1-(3-氰丙基)-3-甲基氯化咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-甲基-3-丙基咪唑甲基碳酸酯、1-甲基-3-丙基碘化咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑碳酸甲酯、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、1-甲基-3-辛基咪唑三氟甲磺酸盐、1-甲基-3-辛基咪唑四氟硼酸盐、1-甲基-3-辛基氯化咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、癸基甲基氯化咪唑、碘化1-己基-3-甲基咪唑、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓二氰胺、1-苄基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰亚胺、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸甲酯、1-丁基-3-甲基咪唑鎓三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓硫氰酸盐、1，2，3-三甲基咪唑甲磺酸、1-丙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氯铝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-甲基氯化咪唑鎓、三丁基甲基膦二丁基磷酸盐、三丁基甲基膦甲基硫酸盐、三乙基甲基磷二丁基磷酸酯、三己基十四烷化膦溴化物、三己基十四烷基氯化膦、三己基十四烷基癸酸膦、三己基(十四烷基)膦二氰胺、三己基十四烷基膦双(三氟甲基磺酰基)酰胺、三己基十四烷基膦双(2，4，4-三甲基戊基)次磷酸盐、3-(三苯基磷)丙烷-1-甲苯磺酰基、3-(三苯基磷)丙烷-1-磺酸盐、四丁基膦四氟硼酸盐、对甲苯磺酸四丁基磷、甲磺酸四丁基磷、1-丁基-1-甲基吡咯烷三氟甲磺酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷二腈胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺、1-丁基-1-甲基吡咯烷四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷溴化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碘化物、1-丁基-1-甲基吡咯烷碳酸甲酯、1-乙基1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺、四氟硼酸1-乙基-1-甲基吡咯烷鎓、1-甲基-1-乙基吡咯烷鎓六氟磷酸盐、1-甲基-1-乙基溴化吡咯烷、三乙基锍双(三氟甲基磺酰)亚胺、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓四氟硼酸酯、1-丁基-1-甲基哌啶鎓六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基哌啶鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、4-乙基-4-甲基吗啉甲基碳酸盐、至少含一个S、N、P杂原子的C4-C60离子液体中的任意一种；所述高分子聚合物是聚苯乙烯、聚苯丙烯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸异丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸异丁酯、聚丙烯酸叔丁酯、聚丙烯酸戊酯、聚丙烯酸异戊酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚甲基丙烯酸戊酯、聚甲基丙烯酸异戊酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚氨基甲酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醋酸乙烯、聚硅酮、聚丙烯晴、聚三氟氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚二甲基硅酸酯中的任意组合。
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