專利名稱：一種紫精化合物電致變色材料及其電致變色器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種紫精化合物電致變色材料及其電致變色器件。
背景技術(shù)：
電致變色是指材料的光學(xué)屬性(如透過率、顏色等)在外加電場下發(fā)生可逆的顏色變化，而具有這種性質(zhì)的材料我們稱之為電 致變色材料，而具有這種功能的器件則是電致變色器件。基于此性能，該器件可應(yīng)用于電致變色智能調(diào)光玻璃窗、電致變色顯示器以及汽車自動防眩目后視鏡。電致變色窗(ECW)是一個有效的太陽能控制器，它能夠調(diào)節(jié)可見和部分近紅外光的射入，而僅僅f3V的電壓即可實(shí)現(xiàn)該功能。與傳統(tǒng)的遮陽和太陽能控制裝置相比，它有許多優(yōu)點(diǎn)普通的百葉窗或窗簾將窗外風(fēng)景完全遮蔽，而ECW則克服了此缺點(diǎn)，提供了便捷舒適的眩光控制和熱管理；ECW驅(qū)動本身很省電(甚至可以光伏驅(qū)動)，也可以納入中央電器管理，它具有幾乎無限的色彩選擇，并且可以阻斷太陽光的直射和漫散射輻照，可選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內(nèi)部的熱擴(kuò)散，減少辦公大樓和民用住宅在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖所消耗的大量能源；同時，能耗低，尤其當(dāng)其處于恒定著色或褪色狀態(tài)時消耗幾乎為零。
發(fā)明內(nèi)容
為了拓展電致器件的應(yīng)用，增加電致器件的循環(huán)壽命，本發(fā)明的目的在于提供一種紫精化合物電致變色材料。本發(fā)明的另一目的是提供含一種電致變色器件。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種紫精化合物電致變色材料，其為化合物二氯化I-(咔唑-N-己基)-I’-(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽，其結(jié)構(gòu)式如下
O2.
N'*·O一種制備紫精化合物電致變色材料的方法，其包括如下步驟(可參考圖I)(I)溴化1-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4，4’聯(lián)吡啶鹽的合成按比例稱取4，4’ -聯(lián)吡啶和2-溴二乙基膦酸二乙酯，溶于有機(jī)溶劑中后，在5(T80°C下回流2(Γ30小時，得到固體溴化I-(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽；(2) 二溴化1_(溴己基)_1’ _(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽的合成
將步驟(I)所得的溴化1_(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽放于有機(jī)溶劑中加熱至10(Tl50°C回流，隨后向其中滴加1，6-二溴己烷，反應(yīng)12 48小時后，得二溴化
1-(溴己基)_1，_(勝酸二乙酯~2~乙基)-4, 4，聯(lián)批唳鹽；(3) 二氯化1_(咔唑-N-己基)_1’ _(膦酸-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽的合成將氫氧化鈉置于二甲基亞砜(DMSO)中攪拌，加入咔唑和二溴化1_(溴己基)_1’ _(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽，室溫下攪拌5飛小時；過濾，減壓蒸餾除去DMSO ;將上述混合物溶于甲醇中，加入鹽酸使膦酸酯脫酯化；分別在水、乙酸乙酯中洗滌，得到純凈的二氯化1_(咔唑-N-己基)_1，_(膦酸-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽(CV)。優(yōu)選的，步驟(I)還包括后處理步驟將回流后的混合物減壓蒸餾除去溶劑，并用低極性有機(jī)溶劑(乙醚或石油醚)洗滌沉淀，得到蒼黃色固體溴化I-(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽。 優(yōu)選的，步驟(I)中所述4，4’ -聯(lián)吡啶、2-溴二乙基膦酸二乙酯和有機(jī)溶劑的物質(zhì)的量和體積比為l:0.8 1.2:f5mOl/mOl/L。更優(yōu)選的，步驟(I)中所述4，4’ -聯(lián)吡啶、
2-溴二乙基膦酸二乙酯摩爾比為1:1。步驟(I)中所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為乙腈，乙酸乙酯等。優(yōu)選的，步驟(2)還包括后處理步驟將混合物減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑，并用低極性有機(jī)溶劑(乙醚或石油醚)洗滌沉淀，得到二溴化1-(溴己基)-1’ -(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽。優(yōu)選的，步驟(2)中所述有機(jī)溶劑為甲醇、水或其混合物等。優(yōu)選的，步驟(2)中所述1，6_ 二溴己烷與溴化1_(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽的摩爾比為1:0. 7 I. 2。優(yōu)選的，步驟(3)中所述氫氧化鈉與二甲基亞砜(DMSO)的質(zhì)量體積比為lg:10 20mL。優(yōu)選的，步驟(3)中所述咔唑和二溴化1_(溴己基)_1’ _(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽和DMSO的比例為2 5mol:lmol:5 10L。本發(fā)明還提供了一種電致變色器件，其包括第一電極(即工作電極)和與該第一電極相對的第二電極(對電極)；在所述第一電極或第二電極的任一個上的電致變色層；和設(shè)置在所述第一電極和第二電極之間的電介質(zhì)層；其中所述電致變色層包括上述電致變色材料。優(yōu)選的，所述第一電極包括第一透明導(dǎo)電襯底，置于第一透明導(dǎo)電襯底表面的多孔半導(dǎo)體薄膜，和吸附于多孔導(dǎo)電半導(dǎo)體薄膜表面的上述電致變色材料，所述電致變色材料與電介質(zhì)層相接觸。優(yōu)選的，所述第二電極包括第二透明導(dǎo)電襯底，置于第二透明導(dǎo)電襯底表面的多孔半導(dǎo)體薄膜，和吸附于多孔導(dǎo)電半導(dǎo)體薄膜表面的三苯胺物質(zhì)，所述三苯胺物質(zhì)與電介質(zhì)層接觸。優(yōu)選的，所述三苯胺物質(zhì)為(4-聯(lián)苯胺)苯甲基膦酸(TPA)，其結(jié)構(gòu)式如下所示
權(quán)利要求
1.一種紫精化合物電致變色材料，其為化合物二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’ -(膦酸-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽，其結(jié)構(gòu)式如下
2.一種制備權(quán)利要求I所述紫精化合物電致變色材料的方法，其包括如下步驟 (O溴化I-(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽的合成 按比例稱取4，4’ -聯(lián)吡啶和2-溴二乙基膦酸二乙酯，溶于有機(jī)溶劑中后，在5(T80°C下回流2(Γ30小時，得到固體溴化I-(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽； (2)二溴化1_(溴己基)_1’ _(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽的合成 將步驟(I)所得的溴化I-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4，4’聯(lián)吡啶鹽放于有機(jī)溶劑中加熱至10(Tl5(TC回流，隨后向其中滴加1，6’ - 二溴己烷，反應(yīng)12 48小時后，得二溴化1_(溴己基)_1 ’ _ (勝酸二乙酯_2_乙基)-4，4’聯(lián)卩比卩定鹽； (3)二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’ _(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽的合成 將氫氧化鈉溶于二甲基亞砜中攪拌，加入咔唑和二溴化1_(溴己基)_1’ _(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽，室溫下攪拌5飛小時；過濾，減壓蒸餾除去DMSO ;將上述混合物溶于甲醇中，加入鹽酸使膦酸脫酯化；分別在水、乙酸乙酯中洗滌，得到純凈的二氯化1-(咔唑-N-己基)_1，_(膦酸-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(I)和/或步驟(2)還包括后處理步驟將回流后的混合物減壓蒸餾除去溶劑，并用低極性有機(jī)溶劑洗滌沉淀。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述4，4’-聯(lián)吡啶、2-溴二乙基膦酸二乙酯和有機(jī)溶劑的物質(zhì)的量和體積比為1:0. 8^1. 2:10(T500mOl/mOl/mL。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述1，6’- 二溴己烷與溴化I-(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4’聯(lián)吡啶鹽的摩爾比為1:0. 7 I. 2。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述咔唑和二溴化1_(溴己基)-I，-(膦酸二乙酯-2-乙基)_4，4，聯(lián)吡啶鹽的物質(zhì)的量比為2 5:1。
7.—種電致變色器件,其包括第一電極和與該第一電極相對的第二電極；在所述第一電極或第二電極的任一個上的電致變色層；和設(shè)置在所述第一電極和第二電極之間的電介質(zhì)層；其中所述電致變色層包括權(quán)利要求I所述電致變色材料。
8.如權(quán)利要求7所述的電致變色器件，其特征在于，所述第一電極包括第一透明導(dǎo)電襯底，置于第一透明導(dǎo)電襯底表面的多孔半導(dǎo)體薄膜，和吸附于多孔導(dǎo)電半導(dǎo)體薄膜表面的權(quán)利要求I所述電致變色材料，所述電致變色材料與電介質(zhì)層相接觸。
9.如權(quán)利要求7所述的電致變色器件，其特征在于，所述第二電極包括第二透明導(dǎo)電襯底，置于第二透明導(dǎo)電襯底表面的多孔半導(dǎo)體薄膜，和吸附于多孔導(dǎo)電半導(dǎo)體薄膜表面的三苯胺物質(zhì)，所述三苯胺物質(zhì)與電介質(zhì)層接觸。
10.如權(quán)利要求9所述的電致變色器件，其特征在于，所述三苯胺物質(zhì)為(4-聯(lián)苯胺)苯甲基膦酸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種紫精化合物電致變色材料，其為化合物二氯化1-(咔唑-N-己基)-1’-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4’聯(lián)吡啶鹽。本發(fā)明還提供了一種含有所述紫精化合物電致變色材料的電致變色器件。本發(fā)明合成的新型電致變色材料，利用新匹配方法，并將其制備成相互匹配的電致變色電極，組裝獲得的電致變色器件變色時間短，透過率差高，且性能穩(wěn)定，制備技術(shù)可大量推廣，適于實(shí)際生產(chǎn)及廣泛應(yīng)用。
文檔編號C07F9/6558GK102965096SQ201210475279
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者徐春葉, 李梅, 鄭建明 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)