[发明专利]含CeO2-x

说明书

本发明涉及含CeO_2‑x的光响应可逆变色体系及其制备方法，具体为：CeO_2‑X作为光催化功能成分，与可逆显色指示剂在溶剂中均匀混合，得到基于CeO_2‑X的双波段光响应变色溶液；或将基体材料溶液、CeO_2‑X水溶液、可逆显色指示剂水溶液和其他溶剂均匀混合后，通过自成膜或在材料上成膜，可得到双波段光响应智能材料。该CeO_2‑X基双波段光响应可逆变色系统在波长为365～470nm光照下褪色，再在波长为580～700nm光照下进行再着色。本发明制得的可重写智能材料对450nm和630nm的可见光具有较快响应，能远程打印和擦除，可重复使用。在常温下就可变色和再着色，方便快捷，性能稳定。

技术领域

本发明属于智能材料技术领域，涉及一种基于活性氧缺陷二氧化铈(oxygendefect cerium dioxide， CeO_2-x)的双波段光响应可逆变色溶液、墨水、薄膜和可重写智能材料及其制备方法。

背景技术

可远程、快速、无墨印刷/擦除的材料在时尚、美学和安全等众多应用领域有着巨大的潜力。传统的变色材料(螺吡喃、二芳基乙烯衍生物和偶氮苯等)已被广泛应用，但它们的稳定性低、循环性差，同时还存在其它副反应，导致其应用受到了极大的限制。现有的可重写智能材料大多是在外加热源下加热使之再着色。然而，使用外加热源会造成聚合物基材的热降解，缩短其使用寿命。因此，有必要研制出不需要外加热源进行再着色的新型PCSS及将其应用于可重写智能材料。

光作为一种刺激源，其波长、强度和照射时间均可进行远程控制，在控制PCSS变色的方面具有广阔的应用前景。关于光致变色材料应用于智能材料也有诸多专利文件报道，例如专利CN107761406A公开了一种变色印花工艺和变色印花织物，其包括如下步骤：(1)在基布上进行印花操作；(2)根据需要在全部花型或者部分花型的印花表面上印变色浆料；(3)放置在烘箱内进行烘干。此发明所述变色浆料为遇水变色浆料或者遇光变色浆料，其中，通过上述工艺制备光致变色印花织物，把变色材料引入织物，印花效果新颖。但此发明需要将制备好的光致变色印花织物在一定的温度条件下加热，才能实现再着色过程。该工艺的加热再着色过程会带来一些不利的影响，且操作繁琐，成本较高。

专利CN106947459A公开了一种光变色材料、可重复使用的光书写膜及其制备方法，其包括如下步骤：(1)将表面活性剂、羟乙基纤维素分别溶于水中，得到表面活性剂水溶液和羟乙基纤维素水溶液，然后将表面活性剂水溶液和羟乙基纤维素水溶液混合均匀，得混合溶液；(2)将无机材料催化剂和染料加入到混合溶液中，再加入乙二醇，搅拌、超声分散均匀，即得光变色材料溶液。该发明制得的光书写膜对400～420nm的可见光有较快响应，可进行激光笔手写，可控性高，性能稳定，可重复使用，循环使用次数达10次以上，用激光笔书写后，在低温条件加热下15分钟褪色。但其再着色过程需要在一定的加热条件下控制，依然存在使用繁琐，无法远程控制等不利影响。

由于光具有可控性，应用方便，使用光对变色体系再着色，可以避免加热再着色这一技术手段所带来的不利影响。因此，有必要开发双波段光响应PCSS，它利用安全的光源制备一种变色材料，使之能够在某一光源下进行变色，在另外某一光源的照射下进行再着色，达到直接利用可见光进行书写和擦除的目的，避免加热所带来的一系列问题，这仍然是光变色书写材料领域的难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供含CeO_2-x的光响应可逆变色体系及其制备方法，该光响应可逆变色体系为双波段光响应变色溶液、墨水、薄膜和可重写智能材料。该双波段光响应可逆变色体系经波长为365～470nm的光下照射1～300s后由原色变为无色，再经波长为580～700nm的光下照射1～300s后由无色变为原色。