[发明专利]一种自组装Ni-MOFs电致变色二维码器件的制备方法

说明书

本发明涉及一种自组装Ni‑MOFs电致变色二维码器件的制备方法，包括：将1，4，5，8‑萘四甲酸酐和5‑氨基‑2‑羟基苯甲酸于甲苯中得酸酐配体；将配体溶于DMF得溶液A；将镍盐溶于乙醇得溶液B；将预处理的FTO玻璃经紫外臭氧照射，依次置于溶液A、乙醇、溶液B和乙醇中自组装，循环操作，得表面附着Ni‑MOFs薄膜的FTO电极；激光刻蚀成显示二维码图案的工作电极，以另一块FTO玻璃为对电极，注入凝胶电解质，封装即得。本法实现了对Ni‑MOFs薄膜的可控制备，制得的二维码器件当施加正负电压时可以在显示和隐藏之间切换，同时还具有良好的电致变色性能，在物联网、智能可穿戴等领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于电致变色器件技术领域，特别涉及一种自组装Ni-MOFs电致变色二维码器件的制备方法。

背景技术

作为引爆物联网格局十大技术之一，二维码是用某种特定的几何图形、按一定的规律在平面分布的黑白相间的图形上记录数据符号信息的应用技术。二维码使用若干与二进制0和1相对应的几何形体在横向和纵向两个方位同时表达信息，在很小的面积内表达大量的信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。但是目前市面上二维码一旦打印便无法改变和隐藏，这将大大降低其数据表达的连续性和安全性，因此，可以人为编辑改变的智能二维码器件是未来的发展方向。但是，传统液晶显示屏在维持图像时需要消耗大量的电能，大大限制了智能二维码领域的发展。而电致变色材料只需要变色过程消耗电能，且具有极高的光学记忆性，为智能二维码提供了新的解决途径。

电致变色是指材料在外加电场或电流作用下所引起的颜色和透明度的可逆变化。电致变色材料按照物质的状态则可分为：薄膜型(固体)、析出型(固体和液体相互转化)和非析出型(溶液)。按材料类型可分为无机，如WO₃、NiO、TiO₂等和有机，如紫罗精、PANI、PEDOT、PPy等电致变色材料两大类。

金属有机框架化合物MOFs为一种新型电致变色材料，它优异的电致变色性能逐渐被人们发现。但是目前MOFs的合成大多为水热法，对设备和基底有较高的要求，因此，在较低温度下，通过金属离子和配体之间的共价键层层自组装制备MOFs薄膜，对其工业化及大规模生产具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自组装Ni-MOFs电致变色二维码器件的制备方法，此方法制备工艺简单，成本低，能实现二维码的智能显示与网络互交。

本发明的一种自组装Ni-MOFs电致变色二维码器件的制备方法，包括：

(1)将1，4，5，8-萘四甲酸酐和5-氨基-2-羟基苯甲酸溶于甲苯中反应，经过滤，洗涤，干燥得到萘四甲酸酐基配体；其中1，4，5，8-萘四甲酸酐、5-氨基-2-羟基苯甲酸、甲苯的用量比为0.5～3mol:1mol:50～100mL；

(2)将步骤(1)得到的萘四甲酸酐基配体溶于DMF得到溶液A；同时将镍盐溶于乙醇得到溶液B；将预处理后的FTO玻璃经紫外臭氧照射，依次置于溶液A、乙醇、溶液B和乙醇中进行自组装，循环操作，真空干燥，得到表面附着有自组装Ni-MOFs薄膜的FTO电极；其中溶液A中萘四甲酸酐基配体的浓度为0.001～1mol/L，溶液B中镍盐的浓度为0.001～5mol/L；

(3)将步骤(2)得到的FTO电极置于激光雕刻机中刻蚀成显示预设二维码图案的电致变色工作电极，以另一块预处理后的FTO玻璃作为对电极，将凝胶电解质注入到工作电极和对电极之间，封装，得到自组装Ni-MOFs电致变色二维码器件。

所述步骤(1)中反应的工艺参数为：反应温度为80～200℃，反应时间为4～24h。

所述步骤(1)中洗涤的工艺条件为：采用1～5mol/L盐酸进行洗涤。

所述步骤(2)中的镍盐为氯化镍、硝酸镍或硫酸镍。