[发明专利]一种具有宽温区可逆热致变色性质的镍配位聚合物材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种宽温区可逆热致变色配位聚合物材料及其制备方法和应用。该配位聚合物材料分子式为{[Ni₂(SO₄)₂(H₃tpb)₂(H₂O)₂]·2H₂O}_n，其中H₃tpb为1，3，5‑（吡唑基）苯。本发明采用溶剂热法制备配位聚合物材料，具体制备方法如下：将七水合硫酸镍和1，3，5‑（吡唑基）苯溶于甲醇和水的混合溶液，在120~180℃下进行溶剂热反应2~5天后，将所得产物经过热处理制得热致变色材料。本发明合成步骤简单，产率高；制备得到的热致变色材料热稳定性和化学稳定性好，变色温度范围宽，复色时间短，颜色变化明显，可逆性能好；可用于检测温度。

技术领域

本发明涉及一种宽温区可逆热致变色材料及其制备方法和应用，属于无机配位聚合物材料领域。

背景技术

可逆热致变色材料是指材料在受热时，可见吸收光谱发生变化，即其颜色发生明显变化，呈现出新的颜色，而当冷却时，颜色也会随之复原，颜色变化具有可逆性的功能材料。这种材料应用范围广泛，如温度检测、医疗保健、诊断、能源利用、化学防伪、日用装饰、航空航天等领域。

配位聚合物材料是一类由金属离子或金属簇与有机配体连接而成的晶体材料，同时具有无机和有机建筑单元的优点。配位聚合物材料广泛应用于传感检测技术领域，如气体检测，污染物检测，pH检测，电化学与生物传感，温度检测等。从材料的组成来看，主要有四类配位聚合物温度传感材料：（1）发光材料@配位聚合物复合材料；（2）镧系配位聚合物材料；（3）碘化亚铜簇基配位聚合物材料；（4）过渡金属配位聚合物材料。在这四类材料中，基于过渡金属的配位聚合物非常适合用作热致变色温度传感材料，这是因为：（1）众所周知，在过渡金属元素配合物中经常会遇到各种各样颜色的无机化合物配位化合物。具有d^1-9电子组态的过渡元素的配合物受到光照时，会对可见光选择性吸收发生d-d跃迁，进而表现出不同的颜色。（2）过渡金属离子的晶体中能级的分裂与过渡金属离子的配位环境密切相关，它容易受到外部刺激（例如压力，辐射或温度变化）的影响。

但是，大多数报道的过渡金属配位聚合物材料的热致变色性质是不可逆的，或者是可逆的但需要繁琐且耗时的复色过程。而且，由于颜色变化色差小或材料的稳定性差而导致其使用受到限制。如何制备变色温度范围宽、复色时间短、颜色变化明显、可逆性能好的热致变色材料，且制备过程工艺简单、产率高、环境污染小、生产成本低，具有重要的现实意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽温区可逆热致变色配位聚合物材料；

本发明的另一个目的是提供上述配位聚合物材料的制备方法；

本发明的第三个目的是提供上述配位聚合物材料在温度检测方面的用途。

本发明的实现过程如下：

结构通式（I）表示的配位聚合物材料，

{[Ni₂(SO₄)₂(H₃tpb)₂(H₂O)₂]·2H₂O}_n （I）

H₃tpb为1,3,5-（吡唑基）苯。

上述镍配位聚合物材料的合成方法，包括以下步骤：

（1）将摩尔比为1:1的七水合硫酸镍与1,3,5-（吡唑基）苯加至体积比（6:1）~（3:1）的甲醇与水的混合溶液中，于120~180℃反应2~5天，得结构通式（I I）所示的配位聚合物材料；