[发明专利]一类烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料

说明书

本发明公开了一类结构如式I所示的一类烷基链桥连的三联吡啶铁金属配位聚合物电致变色材料，属于电致变色领域。本发明提供的新型三联吡啶铁金属配位聚合物，通过在结构中引入不同长度的直链烷基来调控材料的电致变色性能。本发明所述三联吡啶铁金属配位聚合物，合成步骤简便，制备工艺简单，产率高。烷基链桥连的三联吡啶铁金属配位聚合物薄膜在电解质溶液中施加电压后发生紫色到浅黄色的转换，光学对比度高，响应时间短，循环稳定性好，在智能变色窗等领域显示出潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一类烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料，属于电致变色领域。

背景技术

电致变色材料是指在施加一定电压的条件下，其光学性能如吸收值和透过率等会发生稳定可逆的变化的材料。自Deb在1969年首次报道电致变色材料——WO₃后，该种材料以优异的性能吸引了人们的目光并被逐渐被应用于各种领域，如智能变色窗，变色眼镜，信息存储器，防伪装置和防眩晕后视镜等，在实际应用上显示出良好的发展前景。

近年来，人们设计并研制出了各种有机和无机电致变色材料，在所有的电致变色材料中，金属配位聚合物因其具有特殊的氧化还原特性和强的电荷转移吸收率并兼具有机和无机电致变色材料的优势而受到广泛的关注。在以往的报道中，金属配位聚合物电致变色材料的合成往往是由二齿或三齿有机配体与Fe(II)，Ru(II)，Os(II)，Co(II)和Cu(I)等过渡金属离子发生配位形成的，因此，金属配合物类电致变色材料具有良好的氧化还原性质和丰富的电子跃迁，是一类优异的智能变色材料。在对众多金属配位聚合物的研究中，铁金属配合物的研究较为普遍深入，在电致变色材料领域有着不可忽视的重要意义。例如，公布号为CN 105793241 A的发明专利公开了一类基于三联吡啶的铁络合物，并且可以应用于电致变色的表面限制组合件。当前，对三联吡啶铁配位聚合物的电致变色材料的合成多是基于C-C偶联反应，且这类研究大多是基于三联吡啶的共轭结构，这类反应条件较为苛刻。此外，从电致变色性能上来看，只有较少数的铁配位聚合物材料能达到65％以上的光学对比度，因此开发一种高光学对比度的电致变色材料具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一类具有高光学对比度、响应时间短、循环稳定性好的烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料。

本发明所提供的这类烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物，其结构中采用不同长度的碳链来连接三联吡啶基团，从而合成了一类有别于大多数文献报道的非共轭型三联吡啶基铁金属配合物，合成产率较高。在此合成过程中，通过对配体的结构设计很好地调控了其结构中的孔径大小，从而使该电致变色材料性能上如电子传输效率等得到有效提升。本发明合成的电致变色材料性能优异，光学对比度均在65％以上，其中最高的光学对比度达到76％，褪色时间均在1s内。制备得到的电致变色材料均经过1100s反复循环测试，其光学对比度损失很小，证明该电致变色材料具有优异的稳定性。

本发明提供了一类其结构通式如式I所示的烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料，其特征在于，其结构式中的R基团为碳原子数量为4～12的直链烷基：

本发明提供了烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料的制备方法，包括如下步骤：