[发明专利]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

说明书

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。

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。