CN112961670B - 一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112961670B CN112961670B CN202110312489.6A CN202110312489A CN112961670B CN 112961670 B CN112961670 B CN 112961670B CN 202110312489 A CN202110312489 A CN 202110312489A CN 112961670 B CN112961670 B CN 112961670B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spiropyran
- photochromic
- dual
- carbon quantum
- cqds
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 70
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 13
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000000786 liquid-assisted grinding Methods 0.000 claims description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 12
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 12
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PJUPKRYGDFTMTM-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxybenzotriazole;hydrate Chemical compound O.C1=CC=C2N(O)N=NC2=C1 PJUPKRYGDFTMTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 6
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 6
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
- C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
- C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
- C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
- C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
- C09K2211/1033—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with oxygen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用，属于有机固态光致变色材料领域。本发明将螺吡喃负载到二氧化钛接枝荧光碳量子点TiO2‑CQDs上，通过复合微粒的孔径作用，增大了螺吡喃的分子空间自由体积，使螺吡喃在固态下具备足够的空间进行开环‑闭环反应从而提高变色性能。又利用碳量子点的荧光发光波长范围与螺吡喃的开环吸收波长范围重合大，可在碳量子点和螺吡喃之间发生能量转移，从而提高材料的荧光变色性能，进而实现材料的双重变色响应，在防伪领域有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及有机固态光致变色材料领域，特别是涉及一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用。
背景技术
光致变色是指化合物经特定波长的光刺激后，化合物的结构发生改变，导致化合物的吸收波长发生改变且该改变是可逆的。光致变色材料作为一种新型智能材料，可应用在光信息储存、防伪材料、装饰和国防等领域，因此光致变色材料逐渐成为人们的研究热点。目前可在固体状态下商业化应用的光致变色材料以无机材料为主，有机光致变色材料一般需要在溶剂中或与聚合物共混使用才能达到光致变色的效果，但是有机光致变色材料溶解在溶剂中或与聚合物共混使用一定程度上降低了单位面积上有机光致变色材料的含量，进而影响光致变色材料的变色性能，极大地限制了有机光致变色材料的应用。
目前研究表明，影响固体有机光致变色材料变色速度的主要因素是分子自由体积过小，导致分子不能顺利发生结构变化。虽然目前有研究通过将螺吡喃负载到无机载体二氧化硅微球上，可以有效的分散螺吡喃分子，提高螺吡喃的固态光致变色性能，但这种变色行为仅是螺吡喃本身的单一变色，且螺吡喃的固态光致变色性能仍然较差，对于应用于光信息储存、防伪材料、装饰和国防等领域仍然存在诸多不足。如何提高螺吡喃的固态光致变色性能以及如何使防伪变色材料由单一变色升级为双重变色，更好的提高变色材料的防伪保密功能，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，通过将螺吡喃负载到TiO2-CQDs上制备成复合微粒，改善螺吡喃在固态下光致变色响应不明显的缺点，提高螺吡喃固态光致变色性能，同时，荧光碳量子点的引入使复合微粒实现了双重变色。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明目的之一是提供一种光致双重变色材料，所述材料为负载螺吡喃的二氧化钛接枝荧光碳量子点TiO2-CQDs光致双重变色材料。
本发明目的之二是提供上述光致双重变色材料的制备方法，通过将螺吡喃负载到TiO2-CQDs上制备得到。
进一步地，所述负载的方法为溶液吸附法或液体辅助研磨法。
进一步地，所述溶液吸附法的步骤为：配制螺吡喃溶液，将TiO2-CQDs与螺吡喃溶液混合均匀后，静置、干燥，得到光致双重变色材料。
进一步地，所述螺吡喃溶液的浓度为50-100mg/mL，所述TiO2-CQDs与螺吡喃溶液的质量体积比为(1-5)mg：(1-10)μL。
进一步地，所述液体辅助研磨法为：将螺吡喃、TiO2-CQDs和二氯甲烷混合研磨至干燥，重复加入二氯甲烷和研磨至干燥的步骤，得到光致双重变色材料。
进一步地，二氯甲烷的单次加入量与螺吡喃和TiO2-CQDs的质量体积比为(20-40)μL：(1-5)mg：(10-50)mg。
进一步地，所述研磨的时间为0.5-1h。
本发明目的之三在于提供一种上述光致双重变色材料在防伪领域的应用。
碳量子点是一类尺寸小于10nm的类球形纳米颗粒，它由sp2碳核和表面官能团组成。与传统的有机染料和量子点相比，碳量子点具有独特的光学性能、良好的生物相容性、低毒性、抗光漂白性以及化学和物理惰性。
本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明利用碳量子点的荧光发光波长范围与螺吡喃的开环吸收波长范围重合大，可在碳量子点和螺吡喃之间发生能量转移，从而提高材料的荧光变色性能，实现材料的双重变色响应；
(2)本发明通过将螺吡喃分子负载到TiO2-CQDs微粒，将密集堆积的螺吡喃分子分散，增大螺吡喃分子的自由体积，使螺吡喃在固态下具备足够的空间进行开环-闭环反应从而提高螺吡喃的固态变色性能。
(3)本发明所制备的光致双重变色材料，其固体粉末在波长为365nm的紫外光照射下30s后，固体粉末的颜色和荧光颜色开始发生变化，固体粉末的颜色由黄色变为橙色，荧光颜色由蓝色变为粉红色，说明本发明制备的光致双重变色材料的光致变色响应速度快。
(4)本发明在实现双重变色的同时，变色时间快，30s就可以实现样品颜色和荧光颜色的变化，光响应灵敏，较目前单一变色的防伪材料，具有更好的防伪保密功能。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备的光致双重变色材料在365nm紫外光光照不同时间的紫外吸收光谱；
图2为本发明实施例2制备的光致双重变色材料在365nm紫外光光照不同时间的紫外吸收光谱；
图3为本发明实施例1制备的光致双重变色材料在365nm紫外光光照不同时间后在410nm波长激发下的荧光发射光谱；
图4为本发明实施例1制备的CQDs荧光发射光谱和螺吡喃紫外吸收光谱的重叠谱图，激发波长：410nm。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。
本发明所指的室温即为室内温度，是为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述；尤其需要指出的是，在本发明实施例中所指的室温为25℃。
实施例1
步骤1：将1.0g马来酸酐、1.0g尿素和13.0mL无水乙醇添加至20mL的聚四氟乙烯反应釜中，将上述反应釜置于高温炉中200℃水热反应4h，制得荧光碳量子点(CQDs)，冷却后加入50mL去离子水稀释，在10000rpm下离心洗涤，加入500mL无水乙醇制得碳量子点乙醇分散体系；
向反应容器中加入10mL三乙醇胺、30mL正丁醇和30mL去离子水在室温下搅拌均匀，快速加入混合均匀的16.3mL钛酸正丁酯和4.1mL3-氨丙基三乙氧基硅烷的正丁醇溶液(70mL)，60℃冷凝回流搅拌反应，反应结束后离心，使用无水乙醇和水洗涤3次，制得氨基化二氧化钛；
将氨基化二氧化钛、1-羟基苯并三唑一水合物、N,N'-二环己基碳二亚胺和碳量子点乙醇分散体系以质量体积比为1mg：2mg：2mg：2.5mL的比例混合于室温下搅拌2天，反应完毕后离心洗涤制备得到二氧化钛接枝碳量子点(TiO2-CQDs)。
步骤2：配制浓度为50mg/mL的螺吡喃甲苯溶液，将200mg TiO2-CQDs和400μL螺吡喃溶液加入到容器中，通过搅拌使螺吡喃溶液与TiO2-CQDs混合物混合均匀后，在室温下静置3h自然干燥，制备得到光致双重变色材料。
结果：光致双重变色材料在365nm紫外光光照不同时间的紫外吸收光谱如图1所示，在365nm紫外光光照不同时间后在410nm波长激发下的荧光发射光谱如图3所示；CQDs与螺吡喃在410nm波长激发下发射光谱的重叠谱图如图4所示。
实施例2
步骤1：将1.0g马来酸酐、1.0g尿素和13.0mL无水乙醇添加至20mL的聚四氟乙烯反应釜中，将上述反应釜置于高温炉中200℃水热反应4h，制得荧光碳量子点(CQDs)，冷却后加入50mL去离子水稀释，在10000rpm下离心洗涤，加入500mL无水乙醇制得碳量子点乙醇分散体系；
向反应容器中加入10mL三乙醇胺、30mL正丁醇和30mL去离子水在室温下搅拌均匀，快速加入混合均匀的16.3mL钛酸正丁酯和4.1mL3-氨丙基三乙氧基硅烷的正丁醇溶液(70mL)，60℃冷凝回流搅拌反应，反应结束后离心，使用无水乙醇和水洗涤3次，制得氨基化二氧化钛；
将氨基化二氧化钛、1-羟基苯并三唑一水合物、N,N'-二环己基碳二亚胺和碳量子点乙醇分散体系以质量体积比为1mg：2mg：2mg：2.5mL的比例混合于室温下搅拌2天，反应完毕后离心洗涤制备得到二氧化钛接枝碳量子点(TiO2-CQDs)。
步骤2：向研钵中加入20mg螺吡喃，200mg TiO2-CQDs和200μL二氯甲烷，快速研磨至干燥，重复加入200μL二氯甲烷及研磨至干燥的步骤，研磨1h，制备得到光致双重变色材料。
结果：光致双重变色材料在365nm紫外光光照不同时间的紫外吸收光谱如图2所示。
实施例3
步骤1：将1.0g马来酸酐、1.0g尿素和13.0mL无水乙醇添加至20mL的聚四氟乙烯反应釜中，将上述反应釜置于高温炉中200℃水热反应4h，制得荧光碳量子点(CQDs)，冷却后加入50mL去离子水稀释，在10000rpm下离心洗涤，加入500mL无水乙醇制得碳量子点乙醇分散体系；
向反应容器中加入10mL三乙醇胺、30mL正丁醇和30mL去离子水在室温下搅拌均匀，快速加入混合均匀的16.3mL钛酸正丁酯和4.1mL3-氨丙基三乙氧基硅烷的正丁醇溶液(70mL)，60℃冷凝回流搅拌反应，反应结束后离心，使用无水乙醇和水洗涤3次，制得氨基化二氧化钛；
将氨基化二氧化钛、1-羟基苯并三唑一水合物、N,N'-二环己基碳二亚胺和碳量子点乙醇分散体系以质量体积比为1mg：2mg：2mg：2.5mL的比例混合于室温下搅拌2天，反应完毕后离心洗涤制备得到二氧化钛接枝碳量子点(TiO2-CQDs)。
步骤2：向研钵中加入10mg螺吡喃，100mg TiO2-CQDs和200μL二氯甲烷，快速研磨至干燥，重复加入200μL二氯甲烷及研磨至干燥的步骤，研磨0.5h，制备得到光致双重变色材料。
实施例4
步骤1：将1.0g马来酸酐、1.0g尿素和13.0mL无水乙醇添加至20mL的聚四氟乙烯反应釜中，将上述反应釜置于高温炉中200℃水热反应4h，制得荧光碳量子点(CQDs)，冷却后加入50mL去离子水稀释，在10000rpm下离心洗涤，加入500mL无水乙醇制得碳量子点乙醇分散体系；
向反应容器中加入10mL三乙醇胺、30mL正丁醇和30mL去离子水在室温下搅拌均匀，快速加入混合均匀的16.3mL钛酸正丁酯和4.1mL3-氨丙基三乙氧基硅烷的正丁醇溶液(70mL)，60℃冷凝回流搅拌反应，反应结束后离心，使用无水乙醇和水洗涤3次，制得氨基化二氧化钛；
将氨基化二氧化钛、1-羟基苯并三唑一水合物、N,N'-二环己基碳二亚胺和碳量子点乙醇分散体系以质量体积比为1mg：2mg：2mg：2.5mL的比例混合于室温下搅拌2天，反应完毕后离心洗涤制备得到二氧化钛接枝碳量子点(TiO2-CQDs)。
步骤2：向研钵中加入50mg螺吡喃，500mg TiO2-CQDs和400μL二氯甲烷，快速研磨至干燥，重复加入400μL二氯甲烷及研磨至干燥的步骤，研磨1h，制备得到光致双重变色材料。
实施例5
步骤1：将1.0g马来酸酐、1.0g尿素和13.0mL无水乙醇添加至20mL的聚四氟乙烯反应釜中，将上述反应釜置于高温炉中200℃水热反应4h，制得荧光碳量子点(CQDs)，冷却后加入50mL去离子水稀释，在10000rpm下离心洗涤，加入500mL无水乙醇制得碳量子点乙醇分散体系；
向反应容器中加入10mL三乙醇胺、30mL正丁醇和30mL去离子水在室温下搅拌均匀，快速加入混合均匀的16.3mL钛酸正丁酯和4.1mL3-氨丙基三乙氧基硅烷的正丁醇溶液(70mL)，60℃冷凝回流搅拌反应，反应结束后离心，使用无水乙醇和水洗涤3次，制得氨基化二氧化钛；
将氨基化二氧化钛、1-羟基苯并三唑一水合物、N,N'-二环己基碳二亚胺和碳量子点乙醇分散体系以质量体积比为1mg：2mg：2mg：2.5mL的比例混合于室温下搅拌2天，反应完毕后离心洗涤制备得到二氧化钛接枝碳量子点(TiO2-CQDs)。
步骤2：配制浓度为100mg/mL的螺吡喃甲苯溶液，将100mg TiO2-CQDs和100μL螺吡喃溶液加入到容器中，通过搅拌使螺吡喃溶液与TiO2-CQDs混合物混合均匀后，在室温下静置3h自然干燥，制备得到光致双重变色材料。
实施例6
步骤1：将1.0g马来酸酐、1.0g尿素和13.0mL无水乙醇添加至20mL的聚四氟乙烯反应釜中，将上述反应釜置于高温炉中200℃水热反应4h，制得荧光碳量子点(CQDs)，冷却后加入50mL去离子水稀释，在10000rpm下离心洗涤，加入500mL无水乙醇制得碳量子点乙醇分散体系；
向反应容器中加入10mL三乙醇胺、30mL正丁醇和30mL去离子水在室温下搅拌均匀，快速加入混合均匀的16.3mL钛酸正丁酯和4.1mL3-氨丙基三乙氧基硅烷的正丁醇溶液(70mL)，60℃冷凝回流搅拌反应，反应结束后离心，使用无水乙醇和水洗涤3次，制得氨基化二氧化钛；
将氨基化二氧化钛、1-羟基苯并三唑一水合物、N,N'-二环己基碳二亚胺和碳量子点乙醇分散体系以质量体积比为1mg：2mg：2mg：2.5mL的比例混合于室温下搅拌2天，反应完毕后离心洗涤制备得到二氧化钛接枝碳量子点(TiO2-CQDs)。
步骤2：配制浓度为70mg/mL的螺吡喃甲苯溶液，将500mg TiO2-CQDs和1000μL螺吡喃溶液加入到容器中，通过搅拌使螺吡喃溶液与TiO2-CQDs混合物混合均匀后，在室温下静置3h自然干燥，制备得到光致双重变色材料。
由图1和图2可以看出，本发明制备的光致双重变色材料对紫外光光照非常敏感，改善了螺吡喃分子在固态下无法发生开环反应导致光致变色现象无法发生的情况；由图3可以看出，紫外光照射后的光致双重变色材料在615nm处出现的新的荧光发射峰，并随着照射时间的延长，615nm处的荧光强度变强，说明在紫外光照射下，荧光碳量子点与螺吡喃之间发生了明显的能量转移，实现了材料的荧光变色响应；由图4可以看出，碳量子点的荧光发光波长范围与螺吡喃的开环吸收波长范围重合大，可在碳量子点和螺吡喃之间发生能量转移，从而提高材料的荧光变色性能，实现材料的双重变色响应。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种光致双重变色材料，其特征在于，所述材料为负载螺吡喃的二氧化钛接枝荧光碳量子点TiO2-CQDs光致双重变色材料。
2.一种如权利要求1所述的光致双重变色材料的制备方法，其特征在于，通过将螺吡喃负载到TiO2-CQDs上制备得到。
3.根据权利要求2所述的光致双重变色材料的制备方法，其特征在于，所述负载的方法为溶液吸附法或液体辅助研磨法。
4.根据权利要求3所述的光致双重变色材料的制备方法，其特征在于，所述溶液吸附法的步骤为：配制螺吡喃溶液，将TiO2-CQDs与螺吡喃溶液混合均匀后，静置、干燥，得到光致双重变色材料。
5.根据权利要求4所述的光致双重变色材料的制备方法，其特征在于，所述螺吡喃溶液的浓度为50-100mg/mL，所述TiO2-CQDs与螺吡喃溶液的质量体积比为(1-5)mg：(1-10)μL。
6.根据权利要求3所述的光致双重变色材料的制备方法，其特征在于，所述液体辅助研磨法为：将螺吡喃、TiO2-CQDs和二氯甲烷混合研磨至干燥，重复加入二氯甲烷和研磨至干燥的步骤，得到光致双重变色材料。
7.根据权利要求6所述的光致双重变色材料的制备方法，其特征在于，二氯甲烷的单次加入量与螺吡喃和TiO2-CQDs的质量体积比为(20-40)μL：(1-5)mg：(10-50)mg。
8.根据权利要求6所述的光致双重变色材料的制备方法，其特征在于，所述研磨的时间为0.5-1h。
9.如权利要求1所述的一种光致双重变色材料在防伪领域的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110312489.6A CN112961670B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110312489.6A CN112961670B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112961670A CN112961670A (zh) | 2021-06-15 |
| CN112961670B true CN112961670B (zh) | 2022-02-18 |
Family
ID=76278302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110312489.6A Active CN112961670B (zh) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112961670B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114031706B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-04-07 | 江苏视科新材料股份有限公司 | 一种蓝色色弱矫正镜片及其制备方法 |
| FR3143620A1 (fr) * | 2022-12-14 | 2024-06-21 | Novacium | Materiau composite luminescent |
| CN116554868B (zh) * | 2023-05-06 | 2024-04-09 | 浙江理工大学 | 一种金属-有机框架负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0624553A1 (en) * | 1993-05-12 | 1994-11-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | Process for producing photochromic titanium oxide compounds |
| CN1919964A (zh) * | 2006-09-13 | 2007-02-28 | 浙江理工大学 | 一种光致变色二氧化钛溶胶的合成方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200270515A1 (en) * | 2019-02-21 | 2020-08-27 | Viavi Solutions Inc. | Article with a color-tuning layer |
-
2021
- 2021-03-24 CN CN202110312489.6A patent/CN112961670B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0624553A1 (en) * | 1993-05-12 | 1994-11-17 | Sumitomo Chemical Company Limited | Process for producing photochromic titanium oxide compounds |
| CN1919964A (zh) * | 2006-09-13 | 2007-02-28 | 浙江理工大学 | 一种光致变色二氧化钛溶胶的合成方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Facile access to photo-switchable, dynamic-optical, multi-colored and solidstate materials from carbon dots and cellulose for photo-rewritable paper and advanced anti-counterfeiting;Kunfeng Jin et al.;《Chemical Engineering Journal》;20200901;第406卷;126794 * |
| Polymeric nanoparticles based on CDs with photoreversible dual-color fluorescence modulation;Mengyu Deng et al.;《J. Mater. Chem. C》;20200930;第8卷;15697-15704 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112961670A (zh) | 2021-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112961670B (zh) | 一种二氧化钛接枝碳量子点负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法和应用 | |
| CN108084326B (zh) | 系列从白光到三原色光可调的复合聚合物纳米球的制备 | |
| CN109721919B (zh) | 光开关红色荧光聚合物纳米粒子应用于数据加密的方法 | |
| CN108034418A (zh) | 一种全无机铅卤钙钛矿纳米复合发光材料及制备方法和应用 | |
| CN102492428A (zh) | 一种均一荧光微球及其制备方法 | |
| CN103214615A (zh) | 一种稀土掺杂型荧光印迹聚合物的制备方法 | |
| CN108484562A (zh) | 六甲基六元瓜环超分子自组装载体及其应用 | |
| CN109370563A (zh) | 一种卤铅铯钙钛矿荧光材料及其制备方法 | |
| Li et al. | Photocontrolled reversible modulation of lanthanide luminescence in mesoporous silica nanospheres by photochromic diarylethenes | |
| CN1693412A (zh) | 荧光纳米粒微球的制备 | |
| CN113322062B (zh) | 一种白光及蓝绿黄色光非铅钙钛矿纳米晶荧光粉的制备方法及应用 | |
| Qi et al. | Surfactant regulated aggregation-induced emission of tetraphenylethene-based tetracationic salt for the construction of light harvesting supramolecular system | |
| CN108358957A (zh) | 一种发白光的稀土-高分子纳米球的制备方法 | |
| Mu et al. | A facile and general approach for the synthesis of fluorescent silica nanoparticles doped with inert dyes | |
| Gu et al. | A membrane biosensor based on colour differences encoded upconversion silica nanoparticles for multiplex nucleic acids detection | |
| Sheng et al. | Modulation of a fluorescence switch based on photochromic spirooxazine in composite organic nanoparticles | |
| CN113024570A (zh) | 一种负载螺吡喃的金属-有机框架光致变色材料及其制备方法 | |
| CN110330963B (zh) | 氧化还原响应的变色稀土超分子凝胶荧光材料及其制备 | |
| CN111443068A (zh) | 具有多重刺激响应特性的纯有机室温磷光材料及筛选方法和应用 | |
| CN109265601B (zh) | 识别和荧光定量农药的纳米印迹微球及其制备方法 | |
| CN115573167B (zh) | 一种水性荧光微球、水性荧光微球纺织品及其制备方法及应用 | |
| Li et al. | Photochromic diarylethene induced fluorescence switching materials constructed by non-covalent interactions | |
| CN113024820B (zh) | 一种多色磷光碳化聚合物点及其制备方法及应用 | |
| CN116554868B (zh) | 一种金属-有机框架负载螺吡喃光致双重变色材料及其制备方法 | |
| CN110066361B (zh) | 多波长调控的光开关荧光聚合物纳米粒子的制备及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |