[发明专利]一种螺吡喃配合物光致变色材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种螺吡喃配合物光致变色材料，包括以下原料：硝酸盐、N‑羟乙基‑3,3‑二甲基‑6‑硝基吲哚啉螺吡喃和脂肪二胺；制备方法：(1)称取各原料；(2)将硝酸盐、N‑羟乙基‑3,3‑二甲基‑6‑硝基吲哚啉螺吡喃和脂肪二胺加入N,N`‑二甲基甲酰胺和正丙醇中，75‑85℃下恒温放置70‑75h，即得。本发明通过水热合成法，以N‑羟乙基‑3,3‑二甲基‑6‑硝基吲哚啉螺吡喃为配体，合成了金属有机框架配合物，通过表征发现，螺吡喃配体与乙二胺、丙二胺发生了原位反应，形成了席夫碱配体，金属Ni与Cu与席夫碱配体配位形成四配位的配合物，可以在紫外光照射下实现染料的光催化降解。

技术领域

本发明涉及光致变色材料技术领域，更具体的说是涉及一种螺吡喃配合物光致变色材料及其制备方法。

背景技术

光致变色是一种化学物理现象，包含无机、有机、生物及聚合物等光诱导的化学和物理反应。对光致变色材料来说，光致变色过程是分子吸收不同波长的光子后，通过电子跃迁来实现的，直接实现信息存储，不需要经过光和热的转化，因此被称为光子型存储。在受到一定强度和波长的光照射下，通过特定的光化学反应，一个化合物A可以转化为产物B，由于化合物结构、电子组态的改变，化合物的吸收光谱亦发生明显的变化，即颜色发生变化；反之，在另一不同强度和波长光的照射下，化合物B又能恢复到A的现象，这就是光致变色现象。光致变色化合物就是一类能在光的作用下发生可逆颜色变化的化合物，通常，大多数光致变色体都属于单分子反应。

相比较于光热型存储相比，光子型存储具有更快的存储速率、更大的存储密及更高的分辨率。新型信息材料已经成为现代信息技术研究领域的前沿课题之一，光子型存储一直是无机、物理、材料和有机科学家广泛关注和研究的热点，因其可以实现单分子的存储水平及皮秒级的响应速度，所以光子型存储被认定为是最有应用前景的功能材料之一，并对其进行了广泛而深入的研究。

光致变色材料从材料可分为无机光致变色材料和有机光致变色材料两大类。其中，无机光致变色材料又可分为无机光致变色玻璃材料和无机光致变色晶体材料，无机光致变色材料具有很多优点，例如抗老化性能强、变色反应速率快、变色持续时间长、热稳定性能好等，广泛应用于信息储存、太阳镜、传感器、智能开关、国防等领域。有机光致变色材料不仅可以通过改变分子结构来调变其光学和热学性能，而且有机光致变色材料具有良好的灵敏性、清晰度和柔顺性，正因为上述许多优点，其逐渐成为光致变色材料的研究热点。目前，对光致变色的研究大都集中在螺吡喃、偶氮类、二芳基乙烯和俘精酸酐类化合物上，同时也在继续探索和发现新的光致变色体系。

偶氮苯及其衍生物是一类人们研究比较广泛的顺反异构型化合物。偶氮苯类化合物能够进行顺反异构化，属于有机光致变色体系。在紫外光照下，反式的偶氮苯转变为顺式，因此，紫外-可见吸收光谱上的最大吸收波长也随之改变。但是顺式偶氮苯热稳定性差，在可见光照射下或热的作用下，发生可逆反应回到反式结构，由于这类光致变色化合物不仅热稳定性差，而且光致变色前后的吸收光谱变化小，因此在一定程度上，偶氮苯类化合物的实际应用受到限制。

目前研究最广泛的光致变色化合物莫过于螺吡喃和螺噁嗪，中心螺碳原子分别连接了分子中的苯并吡喃环和吲哚啉环，所以两个环相互正交，不存在共轭。在紫外光(＜410nm)的照射下，分子中螺环处的C-O键发生断裂，电子排布和分子构象发生改变，螺碳原子从sp3结构转变为sp2结构，两个环变为平面型结构，分子的紫外-可见吸收光谱在500～600nm处出现一个强的吸收峰，此处变为有色的开环态-部花菁。在光照作用下，部花菁分子又经可逆反应转变回无色的闭环态螺吡喃。

因此，如何使用螺吡喃配合物制备一种光致变色材料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种螺吡喃配合物光致变色材料及其制备方法，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：