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王文寿教授课题组在可逆光致变色体系取得进展

来源: 日期:2017-06-28点击:

近日,中心王文寿教授课题组在可逆光致变色体系取得进展,相关论文以“Photocatalytic Self-Doped SnO2-xNanocrystals Drive Visible-Light-Responsive Color Switching”为题发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201702563)上。

光作用由于具有非直接接触、远程控制、高效及快捷等优点,使得可逆光致变色材料在可擦写式信息存储领域具有重要的应用。目前发展的光致变色体系绝大多数只能被紫外光激活,而紫外光具有极高的能量,不仅对生物体等造成损伤,且容易造成变色体系自身的副反应和光降解。可见光不仅对生物体无害、还具有辐射能量多、长距离衰竭慢等突出优点,因此发展可见光响应型可逆光致变色材料用于可擦写式信息存储具有重要的科学意义和实际应用意义。

王文寿教授课题组与美国加州大学河滨分校Yadong Yin教授课题组合作,研发了氧缺陷型二氧化锡可见光催化驱动染料颜色可逆变化体系,并发展了蓝光激光笔光书写板。通过原位锡离子自掺杂技术,在二氧化锡纳米颗粒中引入氧缺陷,一方面能够拓宽二氧化锡对可见光的吸收,另一方面氧缺陷在光催化反应过程中可以起到自牺牲电子供体的作用。可见光响应型二氧化锡/亚甲基蓝可逆光致变色体系的变色机理为:二氧化锡/亚甲基蓝可逆光致变色体系在450nm波长的蓝光作用下,氧缺陷型二氧化锡产生光生空穴和光生电子,氧缺陷能够快速俘获光生空穴,剩余光生电子还原亚甲基蓝,使得体系从蓝色变为无色;在650nm的红光作用下,无色亚甲基蓝通过红光诱发自催化的过程快速恢复到原始蓝色。由于具有快速的可见光响应速度,将该体系制备成固态光书写板,可以实现蓝光激光笔任意书写,光书写的文字可清晰保持2小时以上,擦去过程只需在90oC下加热几分钟,有望在黑板等领域获得应用。

科研助理韩丹和2016级硕士研究生姜宝来为论文共同第一作者。国家胶体材料工程技术研究中心和化学与化工学院陈代荣教授和占金华教授为这项研究提供了大力支持。该工作得到了国家自然科学基金委和山东大学齐鲁青年学者经费资助。