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杂多酸基复合材料拥有光致变色的性能使其在多个领域中均得到应用,而在可循环打印纸方面的应用上研究较少,当前的颜色转换材料在性能、颜色转换条件及价格上不及POM占优势,因此,通过掺杂型POM/PVP复合薄膜体系的构建,利用杂多酸基350400 nm紫外光响应光致变色纳米复合体系构建可循环利用纸张是本论文的一大亮点。本论文首先选用磷钼酸和聚乙烯吡咯烷酮构建了PMoA/PVP复合薄膜体系。在PMoA/PVP复合薄膜的基础上,掺杂磷钨酸、碳点及银离子对复合膜进行感光临界点的改性。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱(XPS)、红外吸收光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等表征手段,对复合薄膜进行结构、元素组成和光照前后价态变化进行分析,并结合电子转移理论,借以探究光致变色反应机理,为相关内容的研究提供理论基础。(1)将磷钨酸掺杂到PMoA/PVP复合溶液中制备PWA/PMoA/PVP复合薄膜。红外光谱FT-IR测试结果表明,光照前后Keggin结构的磷钨酸及磷钼酸在复合薄膜中仍然存在;掺杂磷钨酸的磷钼酸/聚乙烯吡咯烷酮复合薄膜体系的吸收边带发生了红移(377 nm→398 nm),禁带宽度减小(3.29 e V→3.11 e V);PMoA/PVP复合薄膜在重复着色-消色10次后,仍具有良好的光致变色性能;XPS结果表明复合膜光照前后Mo5+/Mo比例(0.34→0.59)及W5+/W比例(0.26→0.47)明显增加,光照后发生光还原反应。(2)将碳点掺杂到PMoA/PVP复合溶液中制备CDots@PMoA/PVP复合薄膜。Keggin结构磷钼酸光照前后在复合薄膜中其结构未被破坏。通过与磷钼酸/聚乙烯吡咯烷酮复合膜的光致变色性质的对比研究,结果表明CDots@PMoA/PVP复合膜其光致变色响应力要强于PMoA/PVP,光照15 min后的CDots@PMoA/PVP复合膜在770nm处的吸收峰强度是PMoA/PVP复合膜的1.13倍;XPS结果表明复合膜光照前后Mo5+/Mo比例(0.37→0.69)明显增加,光照后发生光还原反应。(3)将银离子引入PMoA/PVP复合溶液中制备Ag@磷PMoA/PVP复合薄膜。通过各种测试手段研究了Ag@PMoA/PVP复合薄膜的结构、光致变色性质及机理。Ag和磷钼酸颗粒均匀地分散在聚乙烯吡咯烷酮基质中。光照下,复合膜由无色先变为蓝色,14 min后变为黄色。无色变为蓝色是由于Mo6+被还原为Mo5+,在光的持续激发下,薄膜由蓝色变为黄色,Ag+被还原,生成Ag纳米粒子并且Mo5+被氧化为Mo6+,与XPS结果相吻合。(4)通过PWA/PMoA/PVP、CDots@PMoA/PVP及Ag@PMoA/PVP三种复合溶液制得的打印纸,性能上表明:CDots@PMoA/PVP溶液制得的循环打印纸,图案褪色时间较PWA/PMoA/PVP溶液制得的循环打印纸时间长;Ag@PMoA/PVP溶液制得的打印纸,在Ag离子的作用下,图案颜色不同于其他两种复合溶液为棕色,图案可长期保存。