一種具有超強空氣穩定性的紫精陽離子自由基溶液的製作方法

2023-06-17 14:25:13

1.本發明屬於電致變色材料與器件技術領域，具體涉及一種具有超強空氣穩定性的紫精陽離子自由基溶液。


背景技術：

2.紫精化合物，由於其原料易得，變色種類豐富等優點，是目前被廣泛應用的電致變色材料之一。然而，紫精分子在處於陽離子自由基變色態時，對空氣十分敏感，自由基容易淬滅，從而使得電致變色器件的穩定性不高，對電致變色器件的封裝要求很高。因此，提高紫精化合物在空氣中穩定性將能有效改性電致變色器件的穩定性。


技術實現要素：

3.基於此，本發明的目的在於提供一種紫精陽離子自由基溶液，其在空氣中具有超強的穩定性，四個月內在607nm處的吸收值變化很小。
4.為達到上述目的，本發明採用如下技術方案。
5.一種紫精陽離子自由基溶液，所述紫精陽離子自由基溶液包含脲類化合物、季銨鹽類化合物、紫精化合物和還原劑，且所述脲類化合物、季銨鹽類化合物、紫精化合物和還原劑的質量比為(1～2.5)：(1.5～4)：(0.01～0.1)：(0.03～0.16)。
6.在一些實施例中，所述脲類化合物、季銨鹽類化合物、紫精化合物和還原劑的質量比為(1～2)：(1.5～3.5)：(0.02～0.08)：(0.05～0.13)。
7.在一些優選的實施例中，所述脲類化合物、季銨鹽類化合物、紫精化合物和還原劑的質量比為(1～1.5)：(1.5～3)：(0.03～0.06)：(0.05～0.1)。
8.在一些更優選的實施例中，所述脲類化合物、季銨鹽類化合物、紫精化合物和還原劑的質量比為(1.2～1.4)：(1.8～2.1)：(0.04～0.06)：(0.07～0.09)。
9.在一些實施例中，所述季銨鹽類化合物選自以下化合物中的至少一種：
[0010][0011]
在一些實施例中，所述脲類化合物選自以下化合物中的至少一種：
[0012][0013]
在一些實施例中，所述還原劑選自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一種。
[0014]
本發明還提供了如上所述的紫精陽離子自由基溶液在製備電致變色器件中的應用。
[0015]
本發明還提供了一種電致變色器件，所述電致變色器件含有電致變色層，電致變色層的製備原料包含如上所述的紫精陽離子自由基溶液。
[0016]
本發明還提供了如上所述的紫精陽離子自由基溶液的製備方法，包含以下步驟：將所述脲類化合物和季銨鹽類化合物混合，於80℃～90℃下加熱0.5h～1.5h，然後於90℃～100℃下加熱0.5h～1h，冷卻；加入所述紫精化合物，混勻；加入所述還原劑，混勻，得到所述紫精陽離子自由基溶液。
[0017]
在一些優選的實施例中，所述的紫精陽離子自由基溶液的製備方法包含以下步驟：將所述脲類化合物和季銨鹽類化合物混合，於80℃～85℃條件下加熱1h～1.5h，然後於95℃～100℃下加熱0.5h～1h，冷卻至20℃～30℃；加入所述紫精化合物，混勻；加入所述還原劑，混勻，得到所述紫精陽離子自由基溶液。
[0018]
本發明通過優化獲得了一種紫精陽離子自由基溶液，所述紫精陽離子自由基溶液包含合適比例的紫精化合物、脲類化合物、季銨鹽類化合物和還原劑。通過引入脲類化合物與季胺鹽類化合物組成的二元共晶溶劑，構建了含多重氫鍵的超分子環境，再加入還原劑後，製備得到所述紫精陽離子自由基溶液，其在空氣中具有超強的穩定性，可在空氣中穩定保存至少4個月(空氣中保存4個月後在607nm處的吸收值變化很小)。本發明所述紫精陽離子自由基溶液為高穩定的紫精基電致變色器件的製備開闢了新途徑，提供了材料基礎，應用前景廣闊。
附圖說明
[0019]
圖1為實施例1製備獲得的紫精陽離子自由基溶液。
具體實施方式
[0020]
本發明下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件，或按照製造廠商所建議的條件。實施例中所用到的各種常用化學試劑，均為市售產品。
[0021]
除非另有定義，本發明所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不用於限制本發明。
[0022]
本發明的術語「包括」和「具有」以及它們任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含。
例如包含了一系列步驟的過程、方法、裝置、產品或設備沒有限定於已列出的步驟或模塊，而是可選地還包括沒有列出的步驟，或可選地還包括對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟。
[0023]
在本發明中提及的「多個」是指兩個或兩個以上。「和/或」，描述關聯對象的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，a和/或b，可以表示：單獨存在a，同時存在a和b，單獨存在b這三種情況。字符「/」一般表示前後關聯對象是一種「或」的關係。
[0024]
下面結合具體實施例進行說明。
[0025]
實施例1
[0026]
本實施例提供一種紫精陽離子自由基溶液，所述紫精陽離子自由基溶液通過以下方法製備獲得：將1.32gn-甲基尿素，2.01g 2-((氯羰基)氧基)-n，n，n-三甲基乙烷-1-胺加入到20ml圓底燒瓶中，80℃條件下加熱1h，然後100℃下加熱0.5h，冷卻至室溫，加入紫精化合物0.05g後攪拌均勻，然後加入0.08g乙醇胺混合，溶液變色，即得到所述紫精陽離子自由基溶液。
[0027]
實施例2
[0028]
本實施例提供一種紫精陽離子自由基溶液，所述紫精陽離子自由基溶液通過以下方法製備獲得：將1.5g尿素，2.5g 2-((氯羰基)氧基)-n，n，n-三甲基乙烷-1-胺加入到20ml圓底燒瓶中，80℃條件下加熱1h，然後100℃下加熱0.5h，冷卻至室溫，加入紫精化合物0.06g後攪拌均勻，然後加入0.1g二乙醇胺混合，溶液變色，即得到所述紫精陽離子自由基溶液。
[0029]
實施例3
[0030]
本實施例提供一種紫精陽離子自由基溶液，所述紫精陽離子自由基溶液通過以下方法製備獲得：將2g 1，1-二甲基脲，3.2g 2-((氯羰基)氧基)-n，n，n-三甲基乙烷-1-胺加入到20ml圓底燒瓶中，80℃條件下加熱1h，然後100℃下加熱0.5h，冷卻至室溫，加入紫精化合物0.08g後攪拌均勻，然後加入0.12g三乙醇胺混合，溶液變色，即得到所述紫精陽離子自由基溶液。
[0031]
實施例4
[0032]
本實施例提供一種紫精陽離子自由基溶液，所述紫精陽離子自由基溶液通過以下方法製備獲得：將1.2g硫脲，1.85g 2-((氯羰基)氧基)-n，n，n-三甲基乙烷-1-胺加入到20ml圓底燒瓶中，80℃條件下加熱1h，然後100℃下加熱0.5h，冷卻至室溫，加入紫精化合物0.04g後攪拌均勻，然後加入0.06g乙醇胺混合，溶液變色，即得到所述紫精陽離子自由基溶液。
[0033]
對比例1
[0034]
本對比例提供一種含紫精化合物的混合物，所述混合物通過以下方法製備獲得：將2.01g2-((氯羰基)氧基)-n，n，n-三甲基乙烷-1-胺加入到20ml圓底燒瓶中，80℃條件下加熱1h，然後100℃下加熱0.5h，冷卻至室溫，加入紫精化合物0.05g後攪拌均勻，然後加入0.08g乙醇胺混合，即得到所述含紫精化合物的混合物。
[0035]
對比例2
[0036]
本對比例提供一種含紫精化合物的混合物，所述混合物通過以下方法製備獲得：將1.32gn-甲基尿素加入到20ml圓底燒瓶中，80℃條件下加熱1h，然後100℃下加熱0.5h，冷
卻至室溫，加入紫精化合物0.05g後攪拌均勻，然後加入0.08g乙醇胺混合，即得到所述含紫精化合物的混合物。
[0037]
對比例3
[0038]
本對比例提供一種紫精陽離子自由基溶液，所述紫精陽離子自由基溶液通過以下方法製備獲得：將3.5gn-甲基尿素，1.5g 2-((氯羰基)氧基)-n，n，n-三甲基乙烷-1-胺加入到20ml圓底燒瓶中，80℃條件下加熱1h，然後100℃下加熱0.5h，冷卻至室溫，加入紫精化合物0.05g後攪拌均勻，然後加入0.08g乙醇胺混合，溶液變色，即得到所述紫精陽離子自由基溶液。
[0039]
對以上實施例和對比例製備獲得的產品在空氣中保存的穩定性進行測試。
[0040]
將以上實施例和對比例製備獲得的產品裝入試劑瓶中，於室溫保存4個月。4個月後，使用紫外-可見分光光度計檢測溶液在最大吸收峰(607nm)的吸收值。結果如下表1所示：
[0041]
表1測試結果
[0042][0043][0044]
由上述結果可知，本發明紫精陽離子自由基溶液(實施例1～4)在空氣中具有超強的穩定性，在空氣中保存4個月後在607nm處的吸收值變化很小。其中，圖1為實施例1製備獲得的紫精陽離子自由基溶液。
[0045]
與實施例1相比，對比例1不含脲類化合物，對比例2不含季胺鹽類化合物，對比例3中脲類化合物和季胺鹽類化合物的比例不在本發明範圍內，均會降低產品在空氣中的穩定性。
[0046]
綜上所述，本發明優化獲得的紫精陽離子自由基溶液包含合適比例的紫精化合物、脲類化合物、季銨鹽類化合物和還原劑。通過引入脲類化合物與季胺鹽類化合物組成的二元共晶溶劑，構建了含多重氫鍵的超分子環境，再加入還原劑後，製備得到所述紫精陽離子自由基溶液，其在空氣中具有超強的穩定性，可在空氣中穩定保存至少4個月(空氣中保存4個月後在607nm處的吸收值變化很小)。
[0047]
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對以上實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
[0048]
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。