tio2-agbr可逆光致变色材料的制备及性能研究

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1、1综述1综述1.1引言物质的变色现象是指其在外界环境的作用下而产生对光具有反应的一种改变，这种外界的影响包括光、热、电或其他因素的激发；在这种外界环境的作用下，本身颜色能够发生变化的这类材料都称之为变色材料，这种变色现象无论是在液体中还是是固体中，甚至在特定的气体中都可以观察到。人们在长期的生产和生活实践活动中，很早就发现某些动植物在太阳光的照射下具有颜色变化的能力，如一种名叫“变色龙”的蜥蜴，它的皮肤颜色就会随阳光或温度的变化而变化，在暗处时为灰色，而在温度提升后又可以变成绿色，甚至处在不同的外界环境下会顺应当下的环境条件从而与所处的环境颜色融为一体，起到防卫保护作用；又如芙

2、蓉花在阳光照射下，其颜色会从白色变为粉红色[1]。“变色龙”和芙蓉花的变色性启示人们，研制具有变色性能的材料具有一定的实用性。随着科学技术的日益发展和突破，变色材料逐渐受到各界的重视，国内外也都争先研发新型的变色材料，无论是在合成技术上的领先还是在应用领域的扩大，变色材料在向世界宣布其发展的迅速程度，正朝着功能化、智能化大步迈向，但美中不足的是变色材料的变色情况相对比较单调、难以实现多种颜色的相互变化，有的变色材料仍然止步不前的原因就是其暂且只适应于试验阶段，小量生产可行，但走向大批量工业化的可能性尚需完善。1.2变色材料的分类及其研究现状变色材料的变色一般都是因外界环境的激发

3、（如光照、温度、电流等）或人为因素（如压力等）使本身颜色能够发生改变的，其分类大致可以分为以下几种：1.2.1热致变色材料及其研究现状热致变色材料是指当温度达到某一范围时，材料会显现出不同的颜色变化是热致变[2-3]色材料（thermochromismmaterial）也称之为温变材料。这种热致变色材料按照其变色行为是否具有复原性将其分为可逆型和不可逆型。可逆型的被加热到一定温度时颜色会发生变化，冷却后颜色能恢复原色；不可逆的颜色亦可受热变色，但冷却后则不能恢复原色。可见，前者对颜色具有记忆功能，能够被多次使用，因此被广泛研究，而后者则不具备此性质，其只有单方向的变色，变色情况

4、单一使其应用受限。常见的热致变色材料及其变色原理如表1.1所示：1万方数据西安科技大学全日制工程硕士学位论文表1.1常见的热致变色材料及变色原理Tab.1.1Thermochromicmaterialsandthetheory热致变色材料变色原理无机类+-VO，VO2，VNO2n-1（n=2~6，8）xMAOy+xe↔MxAOyTi2O3，TiO2n-1（n=3~6）(M代指H，Li，Na；A代指金属)NbO2，Fe3O4，MnO，CuO__GeAs-S-SeAs-Se（Ag，Cu）不定型结构的转移__GeTeSb-S玻璃体↔结晶转移AgS，NiS原理尚不清楚Cu2[HgI4]

5、（红↔暗紫，69.6℃）内部结构的变化Ag2[HgI4]（黄↔红，48.5℃）有机类胆甾相液晶，双蒽酮、螺旋吡啶等晶型的改变，键的重组、断裂等早在1871年，Houston等人开始研究热致变色，曾选用一系列固态材料，将其放在[4]高温炉上加热，发现这些材料具有热致变色性能，并且可以循环多次变色。其中，亚铁氰化铜（Cu2Fe）、硫化锑（Sb2S3）、氧化铁（Fe2O3）、硫化汞（HgS）、氧化铅（PbO）以及重铬酸钾（K2Cr2O7）等经过加热后由原色逐渐变深，甚至变成黑色；而硫化砷（As2S5）、氧化汞（HgO）、碘化铅（PbI）、草酸铁（Fe2(C2O4)3）等物质则经过加热

6、后会由橙色会变为深红色。1959年之后Morin等人发现了VO2能够作为一种变色性良[5-9]好的材料，之后经不断研究开发，能发生热致变色的物质从初始的金属类化合物逐[10-11]渐发展到各种高分子的有机物。直至上个世纪八十年代后，热致变色才向可逆变色“进攻”，在其应用研究方面，已经从早先的温变涂料发展到军事领域和重工业方面，轻工业方面包括印刷业、纺织业及日用品等众多领域。同时期，美国的DelSol公司将具有热致变色性的有机偏振光晶体微胶囊染料用在衬衣上，依环境温度的差异改变衬衣[12]的颜色；直到1993年，DelSol公司开始扩展热致变色物质的应用，如在造纸印刷业[13]领

7、域；1994年，研发出一种可以在人的体温下即可变色的热致变色材料，其代号为HyperPaper，这种材料变色温度范围窄、变色灵敏性高。另外，还有美国3M公司生产的热敏复印纸，通过温度的刺激达到复印速写的作用。经热致变色材料的启发，一种热致变色油墨被应用在了美元上，可起到一定的防伪作用。[14]国内在热致变色方面也不甘落后，如伍寿珍等采用原位聚合工艺制备了聚氨酯—结晶紫内酯，将其应用在服装上具有良好的热致变色效果，且这种变色具有可逆性。除2万方数据1综述此之外还有一些较为常见的热致变色材料，其