[发明专利]光热材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了光热材料及其制备方法和用途。该光热材料为式(I)所示化合物与式(II)所示化合物形成的共晶，或者，所述光热材料为式(I)所示化合物与式(III)所示化合物形成的共晶；该光热材料通过使式(I)所示化合物与式(II)或式(III)所示化合物形成共晶，可通过分子间相互作用减小带隙产生光热效应。该光热材料光热转换效率高，在光照条件下、200s内可升高至80℃，并且稳定性很好。同时，该光热材料具有制备方法简单高效，且表面平整，结构有序等优点。

技术领域

本发明涉及光热材料领域，具体而言，本发明涉及光热材料及其制备方法和用途。

背景技术

近红外光热材料因其具有将红外光转化为热能的特性而受到广泛关注。利用这一特点，近红外光热材料已广泛应用于光热治疗、光热成像、光热传感器、海水淡化等领域。为了获得高性能的有机近红外光热材料，传统的方法主要是增加近红外吸收，减少辐射跃迁过程。目前使用最多的有机光热染料分子主要集中在卟啉类、吲哚菁类、多胺类或聚吡咯类等有机染料分子上，这些有机染料分子在合成上存在一定的困难，并且存在光漂白问题。近红外光热材料的设计急需新的策略。我们知道，近红外吸收可以通过缩小有机近红外分子的带隙来实现。然而，设计和合成这种同时含有电子给体和受体基团的π共轭分子还需要大量的工作。

电荷转移(CT)从电子给体到受体导致CT复合体与电子离域的两个不同的分子。杂化带结构中的HOMO和LUMO能级导致的带隙可以明显缩小，最终导致近红外吸收。然而，结构或电子云在供体/受体复合体中的失配常常导致CT过程的失败。此外，自组装和结晶过程仍然是不可预测的。因此，具有近红外光热现象的CT供/接受共晶的例子仍然很少。超分子组装为实现近红外光热材料的CT共晶提供了一个机会。

众所周知，海水淡化已经成为解决淡水短缺的有效方法，因为海水覆盖了地球表面的 75％。太阳能蒸发以其低成本、环保、节能等优点引起了人们的广泛关注。具有优良性能的近红外光热材料在海水淡化领域得到了不断的发展和应用。但是，目前化学方法合成的光热材料产率较低，且生产成本较高，这限制了其大量生产，导致其应用领域受到限制。因而，开发简单、快速、有效的近红外光热材料制备方法，对探索近红外光热材料的性能、功能和应用具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出光热材料及其制备方法和用途。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种光热材料。根据本发明的实施例，该光热材料为式(I)所示化合物与式(II)所示化合物形成的共晶，或者式(I)所示化合物与式(III) 所示化合物形成的共晶；

根据本发明实施例的光热材料通过使式(I)所示化合物与式(II)或式(III)所示化合物形成共晶，可通过分子间相互作用减小带隙产生光热效应。该光热材料光热转换效率高，在光照条件下、200s内可升高至80℃，并且稳定性很好。同时，该光热材料具有制备方法简单高效，且表面平整，结构有序等优点。

另外，根据本发明上述实施例的光热材料还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，该光热材料中，式(I)所示化合物与式(II)所示化合物的质量比为(0.1～1.5):1。

在本发明的一些实施例中，该光热材料中，式(I)所示化合物与式(III)所示化合物的质量比为(0.1～1.5):1。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备上述光热材料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将富电子化合物、缺电子化合物和第一溶剂混合，得到混合溶液； (2)向所述混合溶液中加入第二溶剂，使所述富电子化合物和所述缺电子化合物组装成晶体析出，得到所述光热材料；其中，所述富电子化合物为式(I)所示化合物，所述缺电子化合物为式(II)或式(III)所示化合物，