超声辅助法制备PWA-PVP多层膜及其可见光光致变色

利用超声波对前驱体进行预处理,采用逐层组装法(LbL)合成由磷钨酸(PWA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)组成的新型可见光光致变色无机-有机多层膜.在可见光照射下,无色膜变成蓝色,当薄膜在黑暗中与氧气接触或在空气中加热时发生褪色.在X射线光电子能谱(XPS)中,进一步将超声辅助LbL膜的W中W^(6+)还原为W^(5+),表明PWA颗粒与PVP基质间发生光还原反应.超声辅助分散PWA颗粒可增强两光致变色性能,将PWA的尺寸减小到量子点尺寸(10 nm至3.4 nm),诱导质子转移效应和介电限制效应.在相同的照射时间内,吸收峰的强度增加(0.23→0.45),激发能变小(2.51 eV→2.23 eV),扩大了吸收波长的范围和特征峰吸收强度,从而获得较高的着色速率.

磷钼酸/聚吡咯质子化膜的制备及光致变色性能

为增强多酸基复合材料的光致变色效果,将具有质子化功能的聚吡咯与磷钼酸复合,制备一种质子化复合膜,并利用原子力显微镜、 Fourier变换红外光谱分析、 X射线光电子能谱分析以及紫外-可见吸收光谱对其结构、光致变色性能及变色机理进行研究.结果表明:复合膜中磷钼酸保持了稳定的Keggin型结构,磷钼酸和聚吡咯的基本结构均未破坏;聚吡咯的活性基团与磷钼酸间通过非化学键型内酰胺键相互作用,促进了质子化作用,改善了光致变色性能,拓宽了复合膜的光吸收范围;在可见光照射下,无色透明的磷钼酸/聚吡咯复合膜变为蓝色,表现出较强的光致变色响应性,变色后的材料在空气中加热,呈现出较好的可逆性;变色后的X射线光电子能谱中出现了Mo^(5+),表明磷钼酸颗粒与聚吡咯基质间发生了光还原反应,光致变色过程按质子转移机制进行.