光致变色染料
遇紫外线变色面料原理
遇紫外线变色面料原理遇紫外线变色面料是一种特殊的面料，它会在阳光照射下发生颜色变化。
这种面料广泛应用于户外运动装备、防晒服饰等领域，能够帮助人们更好地保护皮肤免受紫外线伤害。
那么，这种面料是如何实现变色的呢？遇紫外线变色面料的原理主要是基于一种称为“UV敏感染料”的物质。
这种染料在没有紫外线照射时是无色的，但当受到紫外线照射时，它会发生化学反应，导致颜色的变化。
这种化学反应是一种光致发色反应，通过吸收紫外线能量，使染料分子发生结构改变，从而产生不同的颜色。
具体来说，遇紫外线变色面料中的UV敏感染料是由两种或多种物质混合而成的。
其中一种物质是一种称为“光敏剂”的化学物质，它能够吸收紫外线能量并产生能量激发态。
当紫外线照射到面料上时，光敏剂会吸收紫外线能量，由低能量态跃迁到高能量态。
在高能量态下，光敏剂与另一种物质发生反应，使面料的颜色发生变化。
除了光敏剂，遇紫外线变色面料中还包含了一种称为“显色剂”的物质。
这种物质在没有紫外线照射时是无色的，但当光敏剂吸收紫外线能量并激发后，它与显色剂发生反应，导致显色剂的分子结构发生改变，从而产生颜色变化。
这种颜色变化可以是由无色向有色的转变，也可以是由一种颜色向另一种颜色的转变，具体取决于显色剂的种类和配比。
通过合理的选择和配比光敏剂和显色剂，可以实现不同颜色的遇紫外线变色效果。
同时，为了使变色效果更加明显和持久，还需要考虑面料的基材特性和染料的固定性。
通常情况下，遇紫外线变色面料会在没有紫外线照射时恢复原来的颜色，这是因为光敏剂在没有紫外线激发时会重新回到低能量态。
然而，有些遇紫外线变色面料会受到环境因素的影响，例如温度、湿度等，可能会导致颜色保持的时间和效果有所不同。
总的来说，遇紫外线变色面料的原理是基于UV敏感染料的化学反应。
通过光敏剂和显色剂的配合，当面料受到紫外线照射时，染料分子会发生结构改变，从而产生颜色的变化。
这种特殊的面料能够帮助人们更好地防护皮肤免受紫外线伤害，是一种功能性强大的材料。
高性能光致变色材料的合成与应用研究
高性能光致变色材料的合成与应用研究光致变色材料作为一种具有特殊光学效应的材料，近年来在光电领域中得到了广泛应用。
它能够通过外界的光照射，发生颜色的改变，使得材料的光学性质发生显著的变化。
这种材料的合成与应用研究成为了当前光电研究的热点之一。
1. 光致变色材料的合成方法在光致变色材料的合成中，有多种方法可以选择。
其中，光敏染料法是一种常见的合成方法。
通过在高分子材料中添加光敏染料，使得材料在光照射下发生颜色变化。
此外，还可以利用聚合反应、溶胶-凝胶法等方法合成光致变色材料。
2. 光致变色材料的市场应用光致变色材料的市场应用非常广泛。
首先，在光学光电领域中，光致变色材料可以应用于光学存储、可变光学滤波器等方面。
其次，在智能显示领域，光致变色材料可以应用于电子纸、智能眼镜等产品中。
此外，在生物医学领域，光致变色材料可以应用于荧光探针、生物标记等方面。
3. 光致变色材料的优势与挑战光致变色材料具有许多优势，如响应速度快、色彩变化可控等。
然而，光致变色材料的应用仍面临一些挑战。
首先，材料的稳定性和可重复性需要进一步提高。
其次，光致变色材料的成本较高，限制了其广泛应用。
因此，研究人员需要不断探索新的合成方法和技术，以提高光致变色材料的性能和降低成本。
4. 光致变色材料的未来发展趋势光致变色材料在科技领域中有着广阔的应用前景。
随着新材料的开发和合成方法的不断创新，光致变色材料的性能将得到进一步提高。
未来，光致变色材料有望应用于更多领域，如人工智能、可穿戴设备等。
此外，光致变色材料的环保性和可持续性也将成为研究的重点。
综上所述，高性能光致变色材料的合成与应用研究具有重要的科学意义和应用前景。
通过不断研究和创新，我们可以进一步提高光致变色材料的性能，拓展其应用领域，并逐渐实现其商业化和产业化。
我们期待未来光致变色材料在光电领域中的广泛应用，为人们的生活带来更多便利和乐趣。
功能性染料
5.2几种重要的功能性染料
5.2.1光致变色色素
1、光致变色现象（photochromism）:指的是 物质（有机分子或无机晶体）受到光照射后， 其最大吸收波长（或反射光的波长）发生变 化的现象。 2、光致变色色素（ photochromisc colorant）: 具有上述性质的物质称为光致变色材料或光 致变色色素。
5.4感光材料用染料
彩色显影成色剂 成黄成色剂、成品红成色剂、成青成色剂
（5）制造成本要足够低。
5.2.1.1有机光致变色色素的种类
1、由共轭链变化导致变色
X N R2 hv1 O R1 R3 NO2 hv2, N+ R1 R2 O R3 X NO2 H
螺吡喃类
5.2.1.1有机光致变色色素的种类
2、有顺反式结构变化引起变色
N N
hv1 hv2
N N
偶氮类
5.2.1.1有机光致变色色素的种类
1、结构变化：晶体结构或晶体常数的改变； 有机化合物分子结构的变化；金属络合 物几何构型的变化。 2、热分解：由热分解引起颜色变化大多不 可逆。 3、化学反应：酸碱反应；电荷转移；质子 传递；螯合反应。是可逆的。
5.2.2.2无机热致变色材料
热变色材料
碘化汞（HgI2） 碘化银（AgI） 碘化汞银（Ag2HgI4） 碘化汞铜（Cu2HgI4） (2PbCO3/Pb(OH)2)+ZnS (NH4)2MnP2O7 [Ni(C5H6N)4](CNS)2 CoCl2/2C6H12N4/10H2O
一、三芳甲烷类热致变色色素
结晶紫内酯：
(CH3)2N C O C O N(CH3)2 (CH3)2N +H+ H+ C COOH N+(C)2
功能染料
染整新技术原理
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第五章 功能染料及其在染整中的应用 §1 变色染料及其应用 §2 近红外吸收染料及其应用 §3 荧光染料及其应用 §4 照相/成像用功能染料 §5 其他功能染料及其应用
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第五章 功能染料及其在染整中的应用
合成染料/颜料的发色体系都是共轭的电 子体系，这些体系不但产生颜色，而且还具 有许多其它与光、热、电、化学、生化等性 质相关的其他功能， 这些具有特殊功能的染 料/颜料被称为功能性染料/颜料。
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纺织品加工中应用不多。
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§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料
2）有机热变色染/颜料
变色机理：
晶格结构变化（如液晶）、立体异构的发 生、分子重排等；
应用情况：
温度敏感性高、颜色浓艳，是变色纺织品 加工中应用的主要染料。
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2 光变色
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2 光变色
光变色染料在纺织品上的应用较少，原因是价格高、耐 光牢度差、对纤维亲和力低，在染整工艺中应用有较大
难度。制备方法有：
涂料印花法 原液着色法 接枝聚合法
微胶囊(油墨印刷)法
3、pH（酸碱）变色
采用同浴媒染方法， 其工艺流程为：织 物40℃同浴媒染
染料的光化学反应及光致变色色素
温度 温度高低也会影响染料的耐光性能。例如，酸性蓝 RS
染在羊毛上，以碳弧灯照射，空气的相对湿度为 100％时，
60℃发生显著褪色所需时间为 110 小时，25℃所需时间则 为500小时。
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2015年6月22日星期一
三、纤维的化学性质与组织结构 蛋白质纤维上染料的光褪色通常认为是染料被还原所 致；而在非蛋白质纤维上通常是氧化的。比较一系列染料 在不同纤维上的光牢度发现，当纤维属于同一类型时，光 牢度的差异在染料整个范围内几乎是均匀的；而当纤维属 于不同类型时，光牢度较差的染料在蛋白质纤维上的牢度 要比在非蛋白质纤维上要高；光牢度较好的染料则相反。
的同时还会被具有α-H 原子的醇类还原，光氧化、还原
反应的共同作用使得染料褪色速率极快。
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2.蒽醌染料 长期以来，蒽醌染料被认为是一类耐光牢度较好的染 料。这是因为蒽醌在受到光照作用时，分子上的羰基很容 易被激化，生成1(nπ*)激化态分子，1(nπ*)态越系窜跃
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六、染料浓度与聚集态 一般说来，染料光牢度会随染料浓度增加而提高的原
因被认为是由染料在纤维上的聚集体颗粒大小分布变化而
引起的。只有那些暴露于空气的染料颗粒表面才有可能发 生褪色，褪色速率与暴露程度有关，因此，聚集颗粒越大，
单位重量的染料暴露于空气、水分等作用的面积越小，耐
O NHCHO
O
NHCH3 hυ
O O
NH2 NHCH3
O
NHCH2CH2OH O O NHCHO NHCHO
O
NHCHO
印染染料类型
印染染料类型印染染料是一种用于染色和印花的化学物质，它可以赋予纺织品丰富的颜色和图案。
随着纺织行业的不断发展，印染染料的种类也越来越多样化。
本文将围绕印染染料类型展开详细的阐述，包括天然染料、合成染料和功能性染料等。
1.天然染料天然染料是从植物、动物或矿物中提取的染色物质。
它们具有独特的色彩和纯天然的特点，深受人们喜爱。
常见的天然染料包括蓝靛、红树皮、蓝靛果、榉木等。
它们具有良好的抗光性和耐洗性，但染色效果可能受到原料质量和提取工艺的影响。
2.合成染料合成染料是通过人工合成的有机化合物，具有丰富的色彩和稳定的染色性能。
合成染料的种类非常丰富，可以根据颜色、化学结构和染色方式进行分类。
常见的合成染料包括酸性染料、碱性染料、还原性染料和直接染料等。
它们具有良好的染色性能，但在耐光性和耐洗性方面可能不如其他染料类型。
3.功能性染料功能性染料是一种具有特殊功能的染料，可以赋予纺织品一些特殊的性能。
常见的功能性染料包括光致变色染料、阻燃染料、抗菌染料和防水染料等。
它们可以在染色的同时实现特定的功能，例如改变颜色、提高阻燃性能、抑制细菌生长或增强防水性能。
功能性染料在纺织品行业中具有广阔的应用前景。
4.环保染料随着人们对环境保护意识的增强，环保染料逐渐受到关注。
环保染料是指在染色过程中对环境友好的染料。
它们具有低毒性、低污染和易降解的特点，对水资源和空气质量的影响较小。
常见的环保染料包括植物染料、水性染料和生物染料等。
环保染料的发展是纺织行业向可持续发展的重要方向之一。
总之，印染染料类型的多样化为纺织品的染色和印花带来了更多的选择。
天然染料具有独特的色彩和纯天然的特点，合成染料具有丰富的色彩和稳定的染色性能，功能性染料可以赋予纺织品特殊的性能，环保染料对环境友好。
随着科技的进步和需求的变化，印染染料类型的发展将会更加多样化和创新化。
第五章 功能性染料ppt课件
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5.2 热致变色色素
无机热致变色材料的变色机理主要有： 1、晶型转变：
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5.2 热致变色色素
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5.2 热致变色色素
2、热分解分子结构改变机理
含有内结晶水的Cu、Co、Ni等的无机盐类可逆热致 变色材料的变色主要是由物质分子结构改变引起的，即 物质被加热到一定温度时失去结晶水而引起颜色变化， 当冷却时其重新吸收环境中的水汽，逐渐恢复到原来的 颜色。
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5.2.2 有机热致变色材料
三芳甲烷类热致变色色素
(H3C)3N
N(CH3)3
C O CO
N(CH) 33
无色
+ H+ - H+
(H3C)3N
N(CH3)3
CH
COOH
N(CH) 33
蓝色
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5.2.2 有机热致变色材料
荧烷类热致变色色素
+ (C 4H 9)2N
O C l
CO
N
显色剂主要分为无机类和有机类： 无机类主要是一些酸性白土或活性白土以及高岭土、 铝镁硅酸盐类。 常用有机类显色剂主要有：酚羟基化合物及其衍生物， 如双酚A、对羟基苯甲酸苄酯、4-羟基香豆素等；羧基 化合物及其衍生物，如己酸、辛酸、硬脂酸、对苯二甲 酸及一些可以提供质子的路易斯酸等。
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4、有机磷光材料：
有机磷光材料是很有竞争力的发光材料，有广阔的应用前景，他的 研究应该说方兴未艾。主要的磷光材料是卟啉类和重金属铱的配合物 两种。
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5.5 光盘用色素
1、光盘的类型：
染料敏化太阳能电池中的光致变色现象及机理研究
染料敏化太阳能电池中的光致变色现象及机理研究染料敏化太阳能电池是一种利用染料分子吸收太阳光子激发电子的形式来产生电能的新型能源技术。
其中光致变色现象则是一种能够改变材料颜色的性质，这种性质在染料敏化太阳能电池的光电转换中有着重要的作用。
本文将从染料敏化太阳能电池中的光致变色现象及机理研究角度出发，深入探讨这种技术的原理和应用前景。
一、染料敏化太阳能电池的工作原理染料敏化太阳能电池是一种将染料分子吸收太阳光子激发电子的能量转化为电能的新型光电转换技术。
它主要由阳极、阴极和电解质三个部分组成。
阳极通常是透明导电层，如氧化锌或二氧化钛薄膜，其中夹层一种光敏染料。
染料吸收太阳光子后，经过激发会向阳极中注入电子。
阴极通常是由纳米晶和碘离子组成的电解质。
当染料注入电子到阳极后，它们将从阳极移动到阴极，从而产生电流。
波长小于600纳米的太阳光子被吸收和转换为电能，从而产生可观的电能输出。
二、染料敏化太阳能电池的光致变色现象染料敏化太阳能电池中的染料吸收光，会发生激发态的电荷分离，这些荷子移动到阳极使电流产生。
同时，激发态电子还可能与分子轨道的振动模式相互作用，这种相互作用与将电子从激发态转换到基态所发生的跃迁相互作用不同。
这种相互作用，也称为光致变色现象，通常表现为分子的颜色随着其激发态的性质而改变。
三、染料敏化太阳能电池光致变色的机理研究比较不同染料分子的光致变色现象，可以揭示染料的光物理性质。
一些研究者提出，如果分子中存在比较强的D-π-A（接受-给予-接受）结构，那么一定会有明显的颜色变化。
此外，不同的溶剂、温度和 pH 值也会对分子的光致变色效应产生影响。
因此，深入研究这种现象对于设计、合成和优化染料能够用于染料敏化太阳能电池中是非常重要的。
四、染料敏化太阳能电池的应用前景目前，染料敏化太阳能电池虽然存在一些问题，如稳定性不佳、复杂的分子设计和昂贵的生产成本等，但是其优点也是非常明显的。
染料敏化太阳能电池具有良好的光吸收性能、高电荷分离效率、低成本、轻量化、透明等特点，是一种制造成本低，面积和重量小的太阳能转换设备。
随心变色的“魔术染料”
随心变色的“魔术染料”魔术中扑克牌的颜色变化多端，只是幻影或手法技巧不同。
现实中，能随心变色的生物只有变色龙。
但是，随着“魔术染料”的出现，手机壳、鞋子、车都可以变换颜色和图案。
接下来，就让我们一起认识一下这奇妙的“魔术染料”。
科学界的光影魔术高手美国麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的研究人员模仿变色龙的变色能力，开发出一种可重复使用、完全可逆的“魔术染料”。
作为一种混合型光致变色染料，它用漆料分别与品红、黄色和青色三种光致变色颜料等比例混合，再喷涂到物体上，之后让物体在紫外线和可见光的照射下改变颜色。
为什么会发生这么神奇的效果呢？我们知道，物体之所以显示出不同的颜色，是由于光与物质相互作用之后，光线与视网膜中的视细胞作用效果不同而引起，与光的强弱无关。
而一切介质对光均具有吸收、反射、透射三种特性。
吸收分一般吸收和选择吸收。
一般吸收指的是在一定波长范围内，物质对各种波长的光作等能量吸收，而选择吸收是指物质对某种波长的光吸收显著，具有选择性。
选择吸收是物體呈现颜色的主要原因。
不仅单色光能产生颜色，几种单色光的混合光也可以产生颜色。
例如黄色光和蓝色光两种单色光混合可以产生绿色光。
这种绿色光与单色绿光，人眼是感觉不出有什么区别的。
我们所知的染料颜色混合都是减法混色。
“魔术染料”使用三种具有不同波长的三原色光来分别消除每种原色，从而形成各种颜色的光。
有光就能变变变“魔术染料”基于染料的光致变色特性，比如化合物A 在受到特定波长的光照射时，发生物理化学反应生成化合物B，其吸收光谱发生变化;在另一波长的光照射下，化合物B 又恢复到化合物A。
早在1867年，科学家们就发现，黄色的并四苯材料在空气和光线的照射下会褪色，受热之后会重新变回黄色;1952年，科学家又发现了一类叫螺吡喃的化合物，它在光线照射下能够发生可逆的颜色改变。
近年来，中国科学家也合成了100多种有机光致变色材料。
例如日本研究了一种光致变色染料，能使合成纤维织物“染”上周围景物的颜色，把人的服装“融”在自然景色中;中国试制的光致变色染料腈纶线，编织成衣料后能随光源变化转换色彩。
阳光变色材料OP原粉使用介绍
孚信阳光OP粉使用介绍1.产品技术参数变色条件：光致变色染料本身照光不变色，需溶于介质中(溶剂、树酯、塑料)方能感光变色；溶于不同极性的溶剂，颜色变化会有不同。
所制成的产品在室内光源环境下为无色（或该产品本色），在有紫外光源和太阳光（含紫外光）照射下很快显现该产品颜色，隔绝紫外光源产品变回无色（或该产品本色）。
产品有多种颜色可供挑选，可将不同颜色染料混合使用，搭配出更多样的色彩变化。
主要吸收波长:对10nm-380nm的紫外光有较强的吸收；对400-700nm的可见光有少量吸收。
溶解性:光致变色染料可以溶于大多数有机溶剂，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃、丙酮、苯甲醇、甲苯等。
不同颜色品种溶解度不同。
PH值响应性:光致变色染料对PH值比较敏感，中性环境下其变色性能稳定。
弱碱性或弱酸性环境中变色性能稍差。
强酸或强碱破坏其结构失去变色性。
耐疲劳性:光致变色染料变色次数基本能达10000次，品种不同变色次数或有差异，个别品种变色次数最高能达50000次。
耐候性:光致变色染料的耐候性较差，即持续的高紫外强度下的暴晒会使其加速氧化分解，减少其显色色度，从而缩短光致变色染料的使用寿命。
为增加其耐候性，可添加一定量的保护剂如：抗氧化剂、光稳定剂等，延长其使用寿命。
毒性与安全性:对皮肤无刺激性，搬运及操作安全无虞，小鼠毒性测试LD50大于等于5g/kg。
保存：阴凉通风干燥处2.应用适用于各种塑料加工，如:PP、PET、PVC、PS、PU、ABS、TPR、EVA等在150℃-200℃熔制成各种塑料制品及薄膜。
光致变色染料已广泛应用于衣物印花水浆、胶浆中和各种布料化纤制品。
光致变色染料已制成光致变色粘胶纤维长丝，在2016中国国际纺织纱线(春夏)展览会展出，填补了变色纤维材料国内市场的空白。
光致变色染料已添加在油漆、油墨、涂料中用于各种建筑家具等方面。
光致变色染料在胶印印刷、凹印印刷中已实现初步的应用。
3.加工建议光致变色染料建议添加量为0.2%-2%w/w（用于树脂、油墨、涂料及塑料）。
有机光致变色材料汇总
有机光致变色材料有机光致变色现象发现至今已有100 多年的历史。
1867年Fritzsche 观察到黄色的并四苯在空气和光作用下的褪色现象,所生成的物质受热时重新生成并四苯,变回原来的颜色。
1876 年Meer首先报道了二硝基甲烷的钾盐经光照发生颜色变化。
Markward 于1899 年研究了1 ,42二氢22 ,3 ,4 ,42四氯萘212酮在光作用下生的可逆的颜色变化行为,并把这种现象称为光色互变。
20 世纪50年代Hirshberg 陆续报道了关于螺吡蝻类化合物受光照变色,在另波长的光照射下或热的作用下又能恢复到原来颜色的现象,并把上述现象称为光致变色现象(photochromism) 。
20 世纪80 年代螺噁嗪类、苯并吡喃类抗疲劳性较好的化合物的发现使得光致变色化合物研究真正兴起。
目前,对光致变色化合物的研究主要集中在俘精酸酐、二芳基乙烯、螺吡喃、螺噁嗪以及相关的杂环化合物上,同时也在探索和发现新的光致变色体系。
光致变色现象光致变色现象[6 ] 是指一个化合物(A) 在受到一定波长的光照射时,可进行特定的光化学反应,获得产物(B) ,由于结构或电子组态的改变而导致其吸收光谱发生明显的变化;而在另一波长光的照射下或热的作用下,又能恢复到原来的形式。
其典型的紫外- 可见吸收光谱和光致变色反应可以用图1 - 1 定性描述1 有机光致变色化合物的分类1．1 有机光致变色化合物有机光致变色材料种类繁多，反应机理也不尽相同，主要包括：①键的异裂，如螺吡喃、螺嗯嗪等；②键的均裂，如六苯基双咪唑等；③电子转移互变异构，如水杨醛缩苯胺类化合物等；④顺反异构，如周萘靛兰类染料、偶氮化合物等；⑤氧化还原反应，如稠环芳香化合物、噻嗪类等；⑥周环化反应，如俘精酸酐类、二芳基乙烯类等。
下面介绍几种主要的有机类光致变色化合物。
(1)螺吡喃类1. 1螺吡喃( spiropyran) 是最早进行研究且研究得广泛、比较深入的一类有机光致变色化合物。
光致变色材料
光致变色材料
光致变色材料是一种特殊的材料，它可以在受到光照或其他外界刺激时，发生颜色变化的现象。
这种材料具有广泛的应用领域，例如光学、电子、感光等领域。
光致变色材料的种类繁多，下面我们将主要介绍几种常见的光致变色材料。
第一种是溶胶凝胶材料。
溶胶凝胶材料是由胶体微粒组成的材料，其特点是微粒分散在溶胶中，并形成三维网络结构。
这种材料对于外界光的吸收和散射具有较好的效果，可以实现颜色的变化。
第二种是有机染料。
有机染料是一种有机化合物，能够吸收特定波长的光并发生颜色变化。
有机染料的颜色变化可以通过改变其结构来实现。
以溶液的形式存在的有机染料具有吸光性和发光性，广泛应用于化妆品、食品等领域。
第三种是金属氧化物材料。
金属氧化物材料是利用金属离子和氧化物离子之间的相互作用来实现颜色变化的材料。
金属氧化物材料除了具有颜色变化的特点外，还具有优良的光学性能和机械性能，因此在光学器件、显示器件等领域得到广泛应用。
第四种是稀土材料。
稀土材料是指以稀土元素为主要成分的材料，其中包括氧化物、硫化物等。
稀土材料具有丰富的电子能级结构和多种束缚态，因此可以通过外界的光激发来实现颜色变化。
光致变色材料除了上述几种常见的材料外，还有很多其他类型
的材料，例如光致变色高分子材料、光致变色液晶材料等。
光致变色材料的应用领域非常广泛，可以应用于智能窗、显示器件、传感器等领域。
光致变色材料在未来的发展前景十分广阔，将会成为科技领域的热点研究方向。
光致变色材料的发展现状及其在建筑上的应用前景
光致变色材料的发展现状及其在建筑上的应用前景
光致变色材料是一种能够在受到光照或热能刺激后发生颜色变化的材料。
随着科技的不断发展，光致变色材料的应用范围也越来越广泛，特别是在建筑领域中，其应用前景更是不可限量。
目前，光致变色材料的发展已经进入了一个新的阶段。
传统的光致变色材料主要是基于有机染料或者无机颜料的，但是这种材料存在着耐久性差、颜色变化范围有限等问题。
而新型的光致变色材料则采用了纳米技术，通过控制材料的微观结构来实现颜色变化，具有更好的稳定性和更广泛的颜色变化范围。
在建筑领域中，光致变色材料的应用前景非常广阔。
首先，光致变色材料可以用于建筑外墙的装饰，通过控制光照或者温度的变化，使外墙颜色发生变化，从而实现建筑外观的变化。
其次，光致变色材料还可以用于建筑内部的装饰，比如说墙面、天花板等，通过控制光照或者温度的变化，使室内环境的颜色发生变化，从而实现室内环境的变化。
此外，光致变色材料还可以用于建筑的隔热材料，通过控制材料的颜色变化来实现隔热效果，从而提高建筑的能源利用效率。
当然，光致变色材料在建筑领域中的应用还存在一些挑战。
首先，光致变色材料的成本较高，需要进一步降低成本才能推广应用。
其次，
光致变色材料的稳定性和耐久性还需要进一步提高，以满足建筑领域
的长期使用需求。
此外，光致变色材料的颜色变化范围还需要进一步
扩大，以满足建筑领域的不同需求。
总的来说，光致变色材料的发展前景非常广阔，特别是在建筑领域中，其应用前景更是不可限量。
随着科技的不断发展，相信光致变色材料
的应用范围还会不断扩大，为建筑领域的发展带来更多的可能性。
光学材料中的光致变色效应与应用
光学材料中的光致变色效应与应用光学材料是一类具有特殊光学性质的材料，其在光照条件下，能够发生光致变色效应。
这种效应是指当光照射到材料表面时，材料的颜色会发生变化。
光致变色效应是一种非常有趣和实用的现象，广泛应用于光学器件、传感器、显示技术等领域。
光致变色效应的原理主要是基于材料中的光敏染料。
这些染料在不同波长的光照射下，能够吸收特定波长的光，并发生电子的激发和跃迁。
这种激发和跃迁过程会导致材料的分子结构发生变化，从而引起颜色的变化。
例如，某些光敏染料在受到紫外光照射后，会从无色变为有色，或者从一种颜色变为另一种颜色。
光致变色效应在光学器件中有着广泛的应用。
其中一个重要的应用是在光学调制器件中。
光学调制器件是一种能够调节光的强度、相位或极化状态的器件，常用于光通信和光信息处理领域。
光致变色效应可以通过控制光照强度和波长来实现对光学调制器件的调节。
例如，通过调节光照强度，可以改变材料的颜色，从而实现对光的吸收和透射的调节。
这种调节方式可以用于制造可调光滤波器、可调光透镜等器件，具有很高的应用潜力。
另一个重要的应用是在光学传感器中。
光致变色效应可以被用作光学传感器的敏感元件。
传感器是一种能够将环境中的物理量或化学量转化为可测量的信号的器件。
光致变色材料可以通过吸收特定波长的光来感知环境中的物理量或化学量的变化。
例如，某些光敏材料在受到特定物质的作用后，会发生颜色的变化，从而可以用于检测该物质的存在或浓度。
这种光致变色传感器具有高灵敏度、快速响应和可重复使用等优点，被广泛应用于环境监测、生物医学和食品安全等领域。
此外，光致变色效应还可以应用于显示技术中。
传统的液晶显示器需要外加电场来调节液晶分子的排列方向，从而实现显示效果。
而基于光致变色效应的显示技术则可以通过光照射来实现显示的调节。
这种显示技术具有响应速度快、能耗低和可视角度宽等优点。
例如，某些光致变色材料可以通过控制光照强度和波长来实现黑白显示和彩色显示的切换，从而实现高质量的显示效果。
光致变色染料实现100%光电转换
ｔ ｝ ｝ ｛
光致变色染料实
华东理工大学 化学与分子工程学 院朱为宏教授在 光致
ｉ变色染料研究方面 取得重要进 展 ， 并 在德 国《 应用 化学》 杂
其 核心 是 ｔ志发表了研究论文 信 息传送在 当今 至关重 要 ， ｔ 先将电 信号转换成 光信号 以便于光纤远距离传输 。朱 为宏
。
ｉ 课 题 组 创 新 构 建 了 类具有新型开闭环可逆 响应、 １ ０ ０ ％定
（ Ｌ ＯＱ）
在 ３个工 业 硝酸钾 样 品 中加 入适量 浓度 的亚 硝 酸根离 子标 准溶 液 ， 每 个 添加量平 行 ６份 ， 进行加 标 回收率 实验 ， 回收率 、 相 对 标 准偏 差 和 Ｌ Ｏ Ｑ见 表 １ 。 从 表 １中 可 以 看 出 ， ３个 样 品 的 回 收 率 分 别 为
参 考文献
［ １ ］王莹 ， 陆思伟 ， 余荣华 ， 等． 我 国硝酸钾标 准现状与展望 ［ Ｊ ］ ． 中
国石油 和化工标准与质量 ， ２ ０ １ ３ ， ３ （ ５ ）： １ ０一ｌ ４ ．
在 ０～１ ０ ０ ｇ ／ Ｌ质量浓度 范围 内 ， 亚 硝酸根 离子
质量浓度与峰面积成线性关系 ， 其 回归方程为： Ｙ ＝ １ ． ０ ３ ７ ３ ８ Ｘ一 ０ ． ４ ０ ９ １ ９ ， 相关系数为 ０ ． ９ ９ ９ ７ ， 式中， ｙ 代 表亚硝酸根离子的质量浓度 ， 代表峰面积。 ２ ． ５ 加 标 回收 率、 相 对 标 准 偏 差 及 最 低 定 量 限
［ １ ０ ］ 王耀光 ， 李克． Ｈ Ｐ Ｌ Ｃ 一 安培检测测定废水 中 Ｎ Ｏ ｒ和ｓ ［ Ｊ ］ ． 环
染料的光致褪色及其影响因素
NaO3S NaO3S
OH NN
+
SO3Na OH
NH2 + H2N
+
CH COOH
hυ
OH
(D,L扁桃酸)
CH O + CO2
SO3Na
H.S.Freeman 等人[13]根据两种偶氮类分散染料分散红 1 号和分散红 17 号在尼 龙薄膜上光褪色的研究结果，证实了这两种染料在光照作用下主要发生还原反 应。在此过程中染料分子的偶氮基和硝基被还原，在反应产物中可以检测到各种 胺类物质。以分散红 1 号为例，反应历程如下：
NMe2Cl
CO
而结晶紫在溶液中收到光照时会发生如下还原反应[15]：
NMe2
NH2
hυ
Me2N
C 结晶紫
NMe2Cl H2N
C 品红
NH2Cl
一些靛蓝染料在受到单态氧作用时也会发生褪色，在此过程中，染料分子首 先被氧化生成过氧化物中间体，然后 C＝C 键断裂生成靛红[16]：来自OHC
N
1O2
CC
hυ
在甲醇、乙醇及 2-丙醇中的光褪色反应时，发现染料被单态氧氧化的同时还会被
具有 α-H 原子的醇类还原，光氧化、还原反应的共同作用使得染料褪色速率极快。
各种主要氧化、还原产物的含量因溶剂性质不同而有所差异，如表 2-1 所示：
表 2-1 1-对硝基偶氮苯-2-萘酚在不同溶剂中的光照产物
溶剂 甲醇
曝晒时间（h） 转化率(%)
5
72.8
氧化产物（％） 邻苯二甲酸 硝基苯
11.3
4.1
还原产物（％） 苯胺 邻硝基苯胺
18.1
13.8
乙醇
5
85.3
染料化学课后习题答案
染料化学课后习题答案集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#染料化学课后习题答案第一章一.何谓染料以及构成染料的条件是什么试述染料与颜料的异同点。
答：染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。
成为染料需要具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。
（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。
染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色不同点：染料主要用于纺织物的染色和印花，它们大多可溶于水，有的可在染色时转变成可溶状态。
染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上。
染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色，同时也广泛地应用于塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等工业。
颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物。
它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色，也可用于纺织物的染色及印花。
颜料本身对纤维没有染着能力，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。
二．试述染料和颜料的分类方法；写出各类纺织纤维染色适用的染料（按应用分类）。
答：染料分类：1.按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料，此外还有其他结构类型的染料，如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。
2. 按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。
颜料分类：颜料可根据所含的化合物的类别来分类：无机颜料可细分为氧化物、铬酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐、磷酸盐、钒酸盐、铁氰酸盐、氢氧化物、硫化物、金属等。
有机颜料可按化合物的化学结构分为偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮等多环颜料、芳甲烷系颜料等。
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光致变色
光致变色是一种可逆的化学反应，这是一个重要的 判断标准． 在光作用下发生的不可逆反应，也可导 致颜色的变化，只属于一般的光化学范畴，而不属 于光致变色范畴
CO CO
Mn N
Vis
CN
UV
Mn CO CO NC
N
光致变色化合物种类
俘精酸酐
O R1 R2 R3 O UV O UV R2
光控分子导线
F F F S S S
F F F CN S CN Vis S S UV F F
F
F F F CN
S
S
CN
2-open
2-closed
多 变 色 团
多色彩光致变色材料
M. Irie, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2003, 42, 3537
全彩变色
OH
H3BO3 H2SO4
O
PCl5 POCl5
O
Cl
O
O
PhOH K2CO3
O Cl O O
O O O
OH
H3BO3 H2SO4
COOH
O COCl
OH O
PCl5
H2SO4
O O
Cl
O
Cl
PhOH K2CO3
O O
螺吡喃
O hv1 N O NO2 hv2 or heat N NO2
Closed-form
Open-form
R
R’
λmax /nm
颜色变化
1
H H Br
H Br Br
385 290 285
无色 无色 无色
红色 红色 红色
N O R' HO
R
2 3
4
5 6 7
Cl
H Cl Br
H
Cl Cl NO2
290
292 290 550
无色
无色 无色 浅黄色
红色
红色 橘黄 草绿色
R
R’
λmax /nm
颜色变化
8
NO2
Br
550
橘黄
墨绿色
N O R' HO
R
9 Cl NO2 560 浅黄色 草绿色
10
NO2
Cl
530
橘黄
褐红色
11
NO2
NO2
510
浅黄色
紫色
吲哚部分的合成
螺噻喃
螺噁嗪
异构态
经 典 合 成
NO NO HO H N HO
N
NO HO N N N N O N
NO HO NaNO2 HCl N N HO
NO HO N N N O N N
O
Br2
O Br NH2
N NO HO N
N
N N O
NO HO N N N
N N O
N N
NO HO N S N
N N O
S N
OH O N N
EtOH reflux 1h N O
N
双体
合成
NO
O Br2 O
HO N
Br NH2
N N
N N O
N NO HO N N
R1
O UV Vis
R1
O
O
O
R3
O
R2
R3
O
z- form
E-form
5 OC2H5 O O O OH OC2H5 NaH O C2H5OH
H2SO4
O OC2H5 OC2H5 O
O OC2H5 OC2H5 O O NaH
O OH OC2H5 O
KOH
HCl
O OH OH O CH3COCl O O O
K. Matsuda, Irie M. et al., JACS., 2005, 127, 8922
Molecualr Cushion for Isomerization R. A. Evans, et al., Nature Mater. ,2005, 4, 249 and 193
光控阀门
光致变色液晶
O
NaOH
HO
OH
O
H2SO4
OH
OH O 十二烷基苯磺酸钠 O
偶氮苯
R N N R'
365nm
R
N N R'
>460nm or heat
合成
R NH2 N N
R NO H2N
R N N
R
Zn
NO2
R N N
R
2
NaOH/CH3OH
苯氧基蒽醌
O hv hv' O O
O
O
O
合成
O O O
OH
O
变色镜片
变色玻璃
变色漆
NC NC NaOH, Bu4NBr S CCl4 S O S CN
O NaOH
O
S
S
Cl S O O
Cl
AlCl3
O
O TiCl3(THF)3
S
S
S
S
光致变色染料应用
光存储 分子开关 分子导线 变色眼镜 变色玻璃
……
光存储技术
非破坏性读出
近红外折射率变化
荧光读出
光控分子开关
N N
NO HO N
N
S N
N O
N N O
S N
二氢芘
hv hv'
Vis UV C-C Vis UV Vis UV C-O
O-O
合成
CH3MgI
Cl O Cl
Cl Mgl Cl
O
Cl Cl
I I
Na
CH3COOH
UV
O O
O O
OH
O
O
O
O
杂环二芳基乙烯类
二噻吩乙烯合成
HCHO S HCl S CH2Cl NaCN
俘精酸酯
希夫碱
R' R N OH 365nm 436nm R O N H
R'
CHO R1 OH
H2N R2
R2
C2H5OH
R1
N OH
苯并吡喃
O O O OCH3 OCH3 O H3CO
O OH
(CH3CO)2O CH3COONa
O H3CO O H3CO
O OH H3CO
O OCOCH3