一种电致变色化合物及其制备方法和应用
阅读：526发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种电致变色化合物及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 电致变色 化合物及其制备方法和应用，所述电致变色化合物具有如式I或式II所示结构，为含有端炔基的紫精类化合物，通过取代基的特殊设计显著提升了其电致变色性能。所述电致变色化合物应用于 电致变色器件 的电致变色层材料，能够有效改善电致变色器件的透过率差值、变色响应速度、变色效率以及 稳定性 。所述电致变色器件为凝胶电致变色器件，包括两层导电层，以及位于所述两层导电层之间的复合凝胶电致变色层，所述复合凝胶电致变色层包括所述电致变色化合物、 电解 质和凝胶材料，具有高透过率差值、快速响应时间和高循环稳定性，能够充分满足高性能、高稳定性电致变色器件的应用需求。，下面是一种电致变色化合物及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种电致变色化合物，其特征在于，所述电致变色化合物具有如式I或式II所示结构：
其中，X1、X2各自独立地选自卤素；
n1、n2各自独立地选自1～7的整数。
2.根据权利要求1所述的电致变色化合物，其特征在于，所述X1、X2各自独立地为氯或溴；
优选地，所述n1、n2各自独立地选自1～3的整数。
3.根据权利要求1或2所述的电致变色化合物，其特征在于，所述电致变色化合物具有如下化合物中的任意一种：
4.一种如权利要求1～3任一项所述的电致变色化合物的制备方法，其特征在于，当所述电致变色化合物具有如式I所示结构时，所述制备方法为方法(a)；当所述电致变色化合物具有如式II所示结构时，所述制备方法为方法(b)；
所述方法(a)为：4,4'-联吡啶与式a1所示化合物反应，得到式I所示电致变色化合物，反应式如下：
所述方法(b)为：4,4'-联吡啶与式b1所示化合物反应，得到式II所示电致变色化合物，反应式如下：
其中，X1、X2各自独立地选自卤素；
n1、n2各自独立地选自1～7的整数。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法(a)中4,4'-联吡啶与式a1所示化合物的摩尔比为1:(0.8～1.0)；
优选地，所述方法(a)中反应的温度为85～95℃；
优选地，所述方法(a)中反应的时间为12～18h；
优选地，所述方法(a)中的反应在有机溶剂中进行；
优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法(b)中4,4'-联吡啶与式b1所示化合物的摩尔比为1:(2.0～3.0)；
优选地，所述方法(b)中反应的温度为105～115℃；
优选地，所述方法(b)中反应的时间为30～40h；
优选地，所述方法(b)中的反应在有机溶剂中进行；
优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
7.一种电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件的电致变色层包括如权利要求1～3任一项所述的电致变色化合物。
8.根据权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件为凝胶电致变色器件，所述凝胶电致变色器件包括两层导电层，以及位于所述两层导电层之间的复合凝胶电致变色层，所述复合凝胶电致变色层包括如权利要求1～3任一项所述的电致变色化合物、电解质和凝胶材料。
9.根据权利要求8所述的电致变色器件，其特征在于，所述复合凝胶电致变色层还包括对电极材料；
优选地，所述对电极材料选自二茂铁、四甲基对苯二胺、三苯胺或二苯胺中的任意一种；
优选地，所述对电极材料与所述电致变色化合物的摩尔比为(1～10):1；
优选地，所述电解质选自三氟甲基硫磺酰亚胺锂盐、高氯酸锂、四丁基高氯酸铵或六氟磷酸锂中的任意一种；
优选地，所述凝胶材料为热塑性聚合物；
优选地，所述热塑性聚合物为聚丙烯醇缩丁醛。
10.一种如权利要求7～9任一项所述的电致变色器件在变色窗、汽车后视镜或显示器中的应用。
一种电致变色化合物及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于有机化合物技术领域，具体涉及一种电致变色化合物及其制备方法和应用。
背景技术
[0002] 电致变色(Electrochromism，EC)是指材料的光学属性在外加电场的作用下发生稳定且可逆的颜色变化，从外观上表现为颜色和透明度的可逆变化，基于电致变色材料制备的器件为电致变色器件，电致变色器件的性能与其中的电致变色材料的种类和性能直接相关，适宜的电致变色材料能赋予电致变色器件颜色变化范围大且可控、稳态和低驱动电压等优点，因此在智能窗、汽车后视镜和低功耗显示器具有广阔的应用前景。
[0003] 电致变色材料的变色原理主要取决于材料化学组成的能带结构和氧化还原特性，可通过离子、电子的注入和抽去对材料在可见光区的吸收特性进行调控，或者改变载流子浓度和等离子振荡频率，实现对红外反射特性的调制。电致变色材料可根据结构分为三大类：过渡金属氧化物、有机小分子化合物和高分子聚合物，其中，紫精是一类典型的有机小分子电致变色材料。1932年，Michaelis等首次发现1,1'-二甲基-4,4'-联吡啶(DMP)在还原态时显紫色，于是将其称为“紫精”，后来，人们将联吡啶盐类的一系列化合物都称为“紫精”，紫精类化合物具有良好的可逆氧化还原反应性能，反应时颜色变化的对比度高、变色响应时间短、制备成本低，因此在电化学、光化学以及导电性等领域得到了学术界的广泛关注。
[0004] 目前对于紫精类化合物的研究主要是基于性能优化的目的而进行的结构改善，一般通过在联吡啶环上引入多种取代基来对紫精类化合物的变色范围和变色颜色进行调整。例如CN102965096A公开了一种紫精化合物电致变色材料及其电致变色器件，所述紫精化合物电致变色材料为二氯化1-(咔唑-N-己基)-1'-(膦酸二乙酯-2-乙基)-4,4'-联吡啶盐，可作为阴极电致变色材料应用于电致变色器件中，具有良好的电致变色性能，电致变色透过率差值高，差值窗口大，在可见光区域及近红外区域均有良好的透过率差，稳定性高。
CN110105336A公开了一种紫精衍生物电致变色材料及其制备方法，所述电致变色材料的结构为 通
过吡咯基团或咔唑基团的引入改善了紫精化合物核心基团4,4'-联吡啶上的缺电子状态，降低其电致变色电压；并可以得到双极性电致变色器件，实现更高的对比度，具有多种颜色变化，还可解决溶液型电致变色器件电解液泄漏的问题。CN106928129A公开了一种用于电致变色器件中的阴极电致变色化合物，通过在紫精类化合物的两个吡啶基团之间引入苯基使所述阴极电致变色化合物具有电化学可逆性好、变色速度快、稳定性高以及可见光透过率最低值小等优点。
CN110105336A公开了一种紫精衍生物电致变色材料及其制备方法，所述电致变色材料的结构为 通
过吡咯基团或咔唑基团的引入改善了紫精化合物核心基团4,4'-联吡啶上的缺电子状态，降低其电致变色电压；并可以得到双极性电致变色器件，实现更高的对比度，具有多种颜色变化，还可解决溶液型电致变色器件电解液泄漏的问题。CN106928129A公开了一种用于电致变色器件中的阴极电致变色化合物，通过在紫精类化合物的两个吡啶基团之间引入苯基使所述阴极电致变色化合物具有电化学可逆性好、变色速度快、稳定性高以及可见光透过率最低值小等优点。
[0005] 电致变色器件的性能参数包括颜色变化、透过率变化、变色效率、响应时间以及循环稳定性等，其中，循环稳定性是器件在不同电压之间切换、保持透过率差值的情况下所能达到的最大循环次数，对于实际应用而言，循环稳定性是非常重要的指标，制备具有高稳定性的器件一直是研究者追求的目标。然而现有技术中公开的电致变色器件的循环使用寿命几十次到几万次不等，而且高循环寿命的电致变色器件往往具有变色响应时间较长的弊端，无法满足同时实际应用中对于快速响应和高稳定性的需求。
[0006] 因此，开发一种兼具快速响应性、高稳定性和高透过率差值的电致变色材料以及电致变色器件，是本领域的研究重点。
发明内容
[0007] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电致变色化合物及其制备方法和应用，所述电致变色化合物通过端炔基的引入大大提高了紫精类化合物作为电致变色材料的透过率差值、变色响应速度以及循环稳定性，能够充分满足高性能电致变色器件的应用需求。
[0008] 为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
[0009] 第一方面，本发明提供一种电致变色化合物，所述电致变色化合物具有如式I或式II所示结构：
[0010]
[0011] 其中，X1、X2各自独立地选自卤素。
[0012] n1、n2各自独立地选自1～7的整数，例如1、2、3、4、5、6或7。
[0013] 本发明提供的电致变色化合物为端炔基取代的紫精类化合物，且端炔基的碳链长度为4～10个碳原子；如果碳原子数目超出本发明限定的范围，则会对所述电致变色化合物在器件中的溶解性、稳定性以及电致变色器件的性能造成不利影响。
[0014] 优选地，所述X1、X2各自独立地为氯或溴。
[0015] 优选地，所述n1、n2各自独立地选自1～3的整数，例如1、2或3。
[0016] 优选地，电致变色化合物具有如下化合物中的任意一种：
[0017]
[0018] 另一方面，本发明提供一种如上所述的电致变色化合物的制备方法，当所述电致变色化合物具有如式I所示结构时，所述制备方法为方法(a)；当所述电致变色化合物具有如式II所示结构时，所述制备方法为方法(b)。
[0019] 所述方法(a)为：4,4'-联吡啶与式a1所示化合物反应，得到式I所示电致变色化合物，反应式如下：
[0020]
[0021] 所述方法(b)为：4,4'-联吡啶与式b1所示化合物反应，得到式II所示电致变色化合物，反应式如下：
[0022]
[0023] 其中，X1、X2各自独立地选自卤素。
[0024] n1、n2各自独立地选自1～7的整数，例如1、2、3、4、5、6或7。
[0025] 优选地，所述方法(a)中4,4'-联吡啶与式a1所示化合物的摩尔比为1:(0.8～1.0)，例如1:0.82、1:0.84、1:0.86、1:0.88、1:0.9、1:0.92、1:0.94、1:0.96、1:0.98或1:
0.99等。
0.99等。
[0026] 优选地，所述方法(a)中反应的温度为85～95℃，例如86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃或94℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0027] 优选地，所述方法(a)中反应的时间为12～18h，例如12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h、15h、15.5h、16h、16.5h、17h或17.5h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0029] 优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
[0030] 优选地，所述方法(b)中4,4'-联吡啶与式b1所示化合物的摩尔比为1:(2.0～3.0)，例如1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8或1:2.9等。
[0031] 优选地，所述方法(b)中反应的温度为105～115℃，例如106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃或114℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0032] 优选地，所述方法(b)中反应的时间为30～40h，例如30.5h、31h、32h、33h、34h、35h、36h、37h、38h、39h或39.5h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0033] 优选地，所述方法(b)中的反应在有机溶剂中进行。
[0034] 优选地，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
[0035] 另一方面，本发明提供一种电致变色器件，所述电致变色器件的电致变色层包括如上所述的电致变色化合物。
[0036] 优选地，所述电致变色器件为凝胶电致变色器件，所述凝胶电致变色器件包括两层导电层，以及位于所述两层导电层之间的复合凝胶电致变色层，所述复合凝胶电致变色层包括如上所述的电致变色化合物、电解质和凝胶材料。
[0039] 优选地，所述对电极材料与所述电致变色化合物的摩尔比为(1～10):1，例如1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1、7.5:1、8:1、8.5:1、9:1或
9.5:1等。
9.5:1等。
[0040] 优选地，所述电解质选自三氟甲基硫磺酰亚胺锂盐、高氯酸锂、四丁基高氯酸铵或六氟磷酸锂中的任意一种。
[0041] 优选地，所述凝胶材料为热塑性聚合物。
[0042] 优选地，所述热塑性聚合物为聚丙烯醇缩丁醛。
[0043] 本发明提供的凝胶电致变色器件通过将所述电致变色化合物和对电极材料溶解于凝胶电解质中、然后注入ITO盒中即可得到，制备过程简单易行。
[0044] 另一方面，本发明提供一种如上所述的电致变色器件在变色窗、汽车后视镜或显示器中的应用。
[0045] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0046] 本发明提供的电致变色化合物为含有端炔基的紫精类化合物，所述电致变色化合物通过取代基的特殊设计显著提升了其电致变色性能，可通过Mensehutkin反应制备得到，合成方法简便易行。所述电致变色化合物应用于电致变色器件的电致变色层材料，能够有效改善电致变色器件的透过率差值、变色响应速度、变色效率以及稳定性。基于本发明式I所示电致变色化合物的凝胶电致变色器件在1.6V电压下从淡黄色透明态变到深蓝色着色态，着色和褪色时间为5～6s，基于式II所示电致变色化合物的凝胶电致变色器件在1.2V电压下从淡黄色透明态变到灰蓝色着色态，并进一步在1.6V电压下变到紫色，着色和褪色时间为2～3s，二者都具有高的透过率差值和稳定性，甚至可达到循环50000次后透过率差值的变化值低于8％，能够充分满足高性能、高稳定性电致变色器件的应用需求。附图说明
[0048] 图2为实施例2中凝胶电致变色器件的循环伏安图；
[0049] 图3为实施例1中凝胶电致变色器件随电压变化的紫外可见吸收光谱图；
[0050] 图4为实施例2中凝胶电致变色器件随电压变化的紫外可见吸收光谱图；
[0051] 图5为实施例1中凝胶电致变色器件的光学密度随电荷密度变化的曲线图，其中1为光学密度随电荷密度变化的曲线，2为曲线1在线性区域的斜率切线；
[0052] 图6为实施例2中凝胶电致变色器件的光学密度随电荷密度变化的曲线图，其中1为光学密度随电荷密度变化的曲线，2为曲线1在线性区域的斜率切线；
[0053] 图7为实施例1中凝胶电致变色器件在变色过程中的透过率随时间变化曲线图；
[0054] 图8为实施例2中凝胶电致变色器件在变色过程中的透过率随时间变化曲线图；
[0055] 图9为实施例1中凝胶电致变色器件的电流密度随时间变化的曲线图；
[0056] 图10为实施例2中凝胶电致变色器件的电流密度随时间变化的曲线图；
[0057] 图11为实施例1中凝胶电致变色器件分别在初始态、循环5000次、循环10000次的透过率-时间响应曲线图；
[0058] 图12为实施例2中凝胶电致变色器件分别在初始态、循环20000次、循环50000次、循环70000次的透过率-时间响应曲线图。
具体实施方式
[0059] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0060] 制备例1
[0061] 本制备例提供一种电致变色化合物MPV，结构如下：
[0062]
[0063] 制备方法为：
[0064]
[0065] 将4,4'-联吡啶(0.3g，1.9mmol)与5-氯-1-戊炔(0.176g，1.7mmol)溶于2mL N,N-二甲基甲酰胺中，加热到90℃，搅拌反应14小时，降到室温后，溶剂在旋转蒸发仪上旋干，得到的粗产物过硅胶柱提纯，得到目标产物MPV为灰色固体，共0.20g，产率40％。
[0066] 1H-NMR(400MHz，D2O)：δ8.94(d,J＝6.8Hz,2H),8.66(s,2H),8.33(s,2H),7.82(s,2H),4.74(t,J＝6.8Hz,2H),2.40-1.98(m,5H)。
[0067] 制备例2
[0068] 本制备例提供一种电致变色化合物DPV，结构如下：
[0069]
[0070] 制备方法为：
[0071]
[0072] 将4,4'-联吡啶(0.3g，1.9mmol)与5-氯-1-戊炔(0.49g，4.8mmol)溶于2mL N,N-二甲基甲酰胺中，加热到110℃，搅拌反应36小时，降到室温后，沉淀得到粗产物，用N,N-二甲基甲酰胺清洗三次，得到目标产物DPV为灰色固体，共0.45g，产率66％。
[0073] 1H-NMR(400MHz，D2O)：δ9.09(d,J＝6.7Hz,2H),8.48(d,J＝6.3Hz,4H),4.80(t,J＝6.8Hz,4H),2.39-2.05(m,10H)。
[0074] 实施例1
[0075] 本实施例提供一种凝胶电致变色器件，制备方法包括以下步骤：
[0076] (1)在手套箱里，将合成例1提供的电致变色化合物MPV(0.1mmol)、二茂铁(0.8mmol，23mg)、碳酸丙烯酯(150mg)、三氟甲基硫磺酰亚胺锂盐(160mg)和聚丙烯醇缩丁醛(300mg，数均分子量55000g/mol)溶于干燥甲醇(1.5mL)中，搅拌2小时得到均匀的凝胶；
[0077] (2)将凝胶灌注到液晶盒里，液晶盒由两片导电玻璃夹一片石蜡膜，两片ITO面对面；液晶盒的厚度由石蜡膜控制为70μm，凝胶电致变色器件的变色区域也由石蜡膜的形状来决定，变色有效区域为半径为0.8cm的圆形，面积为2cm2。
[0078] 实施例2
[0079] 本实施例与实施例1的区别在于，将步骤(1)中的电致变色化合物MPV用等摩尔量的电致变色化合物DPV替换。
[0080] 对比例1
[0081] 本对比例与实施例1的区别在于，将步骤(1)中的电致变色化合物MPV用等摩尔量的单庚基紫精替换。
[0082] 对比例2
[0083] 本对比例与实施例1的区别在于，将步骤(1)中的电致变色化合物MPV用等摩尔量的双庚基紫精替换。
[0084] 对比例3
[0085] 本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(1)中的电致变色化合物MPV用等摩尔量的乙烯基紫精替换。
[0086] 对比例4
[0087] 本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(1)中的电致变色化合物MPV用等摩尔量的乙基紫精替换。
[0088] 对比例5
[0089] 本对比例与应用例1的区别在于，将步骤(1)中的电致变色化合物MPV用等摩尔量的壬基紫精替换。
[0090] 测试例1
[0091] 本测试例为凝胶电致变色器件的循环伏安表征，具体测试方法如下：
[0092] 使用电化学工作站(Ametek Parstat 3000A-DX)的两电极系统进行测试，扫描速率为100毫伏/秒。
[0093] 测试实施例1～2提供的凝胶电致变色器件，其中图1为实施例1中凝胶电致变色器件的循环伏安图，基于电致变色化合物MPV的器件中，一对氧化还原峰Epa(-1.00V)和Epc(-1.87V)对应MPV●到MPV+的氧化还原过程，可用公式I描述：
[0094]
[0095] 图2为实施例2中凝胶电致变色器件的循环伏安图，基于电致变色化合物DPV的器件中，第一对氧化还原峰位于-0.57V(阳极峰)和-1.01V(阴极峰)，对应着阳离子自由基DPV+●到双阳离子DPV2+的氧化还原过程；第二对氧化还原峰位于-1.11V(阳极峰)和-1.70V(阴极峰)，对应着还原态DPV0到阳离子自由基DPV+●的氧化还原过程，可用公式II描述：
[0096]
[0097] 测试例2
[0098] 本测试例为凝胶电致变色器件的吸收光谱测试实验，具体测试方法如下：
[0099] 使用可见红外光谱曲线是通过紫外可见红外光谱仪(PerkinElmer L6020365)与信号发生器(Rigol DG4102 Function/Arbitrary)联合测量，其中，紫外可见红外光谱仪负责收集可见红外光谱数据，信号发生器用于给电致变色器件施加不同的电压，得到实施例1～2提供的凝胶电致变色器件在不同电压下的紫外可见吸收曲线。
[0100] 图3为实施例1中凝胶电致变色器件随电压变化的紫外可见吸收光谱图，基于电致变色化合物MPV的器件在初始状态时都是呈现浅黄色透明态，浅黄色是来自于二茂铁，随着电压的增加，器件有了明显的颜色变化，当外加电压低于0.9V时，没有明显的吸收峰，当电压为1.2V时，在595nm和550nm出现两处吸收峰，分别对应MPV自由基的二聚体(MPV●)2和单体MPV●，结果是器件呈现灰蓝色，当电压继续增加时，自由基单体占据主导地位，器件在1.6V时呈现紫罗兰色。
[0101] 图4为实施例2中凝胶电致变色器件随电压变化的紫外可见吸收光谱图，基于电致变色化合物DPV的器件在初始状态时都是呈现浅黄色透明态，浅黄色是来自于二茂铁，随着电压的增加，器件有明显的颜色变化，当电压加到0.8V时，在605nm处开始出现吸收峰，这是+●还原得到的阳离子自由基DPV 的特征吸收峰，并且该吸收峰强度随电压的增加而增强，当电压加到1.6V时，器件呈现深蓝色。
[0102] 测试例3
[0103] 本测试例为凝胶电致变色器件的光密度和变色效率测试实验，具体测试方法如下：
[0104] 使用紫外可见红外光谱仪(PerkinElmer L6020365)与电化学工作站(Ametek Parstat 3000A-DX)测试实施例1～2提供的凝胶电致变色器件在不同吸收峰位的光学密度随电荷密度变化曲线，并根据曲线的斜率得到变色效率(η)；变色效率(η)是评价电致变色器件性能的一个重要指标，其数值可以通过公式III计算得到：
[0105] η＝ΔOD/ΔQ＝log(Tb/Tc)/ΔQ 公式III；
[0106] 公式III中，Tb、Tc分别代表在特定波长下器件在褪色态和着色态的透过率，ΔQ是达到相应的透过率差值ΔOD时所需要的电荷密度，以ΔOD对应ΔQ作图，得到曲线，η是该曲线线性区域对应的斜率。
[0107] 图5为实施例1中凝胶电致变色器件的光学密度随电荷密度变化的曲线图，其中1为光学密度随电荷密度变化的曲线，2为曲线1在线性区域的斜率切线，基于电致变色化合物MPV的器件在波长550nm处的变色效率η为37.2cm2/C。
[0108] 图6为实施例2中凝胶电致变色器件的光学密度随电荷密度变化的曲线图，其中1为光学密度随电荷密度变化的曲线，2为曲线1在线性区域的斜率切线，基于电致变色化合物DPV的器件在波长605nm处的变色效率η为89.4cm2/C。
[0109] 由此可见，DPV在605nm呈现较高的变色效率，基于电致变色化合物DPV的器件其变色效率高于基于电致变色化合物MPV的器件，这表明达到同样透过率差值DPV器件所需的电荷更少。
[0110] 测试例4
[0111] 本测试例为凝胶电致变色器件的电致变色响应时间测试实验，具体测试方法如下：
[0112] 利用信号发生器施加特定周期的方波电压并作用于凝胶电致变色器件，将紫外光谱仪(PerkinElmer L6020365)调节为特定单波长的Timedrive模式，二者联用得到凝胶电致变色器件在电压从-0.3V改变至1.6V时变色过程中的透过率随时间的变化关系，响应时间为透过率变化90％所用的时间；用电化学工作站(Ametek Parstat 3000A-DX)对电致变色器件施加方波电压，得到凝胶电致变色器件的电流密度随时间变化的曲线。
[0113] 图7为实施例1中凝胶电致变色器件在变色过程中的透过率随时间变化曲线图，基于电致变色化合物MPV的器件在550nm处当电压从-0.3V变至1.6V时，变色过程中的透过率随时间变化，响应时间为透过率变化90％所用的时间，MPV器件的着色时间tc为5.6s，褪色时间tb为5.2s。
[0114] 图8为实施例2中凝胶电致变色器件在变色过程中的透过率随时间变化曲线图，基于电致变色化合物DPV的器件在605nm处当电压从-0.3V变至1.6V时，变色过程中的透过率随时间变化，响应时间为透过率变化90％所用的时间，DPV器件的着色时间tc为2.4s，褪色时间tb为2.8s。
[0115] 图9为实施例1中凝胶电致变色器件的电流密度随时间变化的曲线图，基于电致变色化合物MPV的器件在外加电压为1.6V的情况下，其稳态电流密度id为2.16mA/cm2。
[0116] 图10为实施例2中凝胶电致变色器件的电流密度随时间变化的曲线图，基于电致变色化合物DPV的器件在外加电压为1.6V的情况下，其稳态电流密度id为2.78mA/cm2。
[0117] 由此可见，基于电致变色化合物DPV的器件在响应时间和稳态电流密度上都优于基于电致变色化合物MPV的器件，这可能是因为两者的结构不同，MPV的单取代结构造成了自由基二聚体的形成，导致了更长的变色响应时间，影响了变色性能。
[0118] 测试例5
[0119] 本测试例为凝胶电致变色器件的循环稳定性测试实验，电致变色器件的稳定性是在实际应用中最重要的性能参数，器件循环使用寿命是其稳定性的直接体现。具体测试方法如下：
[0120] 使用紫外可见红外光谱仪(PerkinElmer L6020365)与电化学工作站(Ametek Parstat 3000A-DX)测试实施例1～2提供的凝胶电致变色器件的循环使用寿命，设定的着色和褪色时间都为10s，电压为1.6V到-0.3V。
[0121] 图11为实施例1中凝胶电致变色器件分别在初始态、循环5000次、循环10000次的透过率-时间响应曲线图，基于电致变色化合物MPV的器件在550nm处的初始透过率差值(ΔT)为62.6％，经过10000次循环后，ΔT为43.2％。
[0122] 图12为实施例2中凝胶电致变色器件分别在初始态、循环20000次、循环50000次、循环70000次的透过率-时间响应曲线图，基于电致变色化合物DPV的器件在605nm处的初始ΔT为74.3％，经过20000次和50000次循环后，ΔT只降了3.2％和6.1％，经过70000次循环后，ΔT仍然很高，为60.9％。
[0123] 由此可见，基于电致变色化合物DPV的器件具有超高稳定性，具有非常大的应用潜力；而基于电致变色化合物MPV的器件循环稳定性相对较低，这可能是受MPV在变色过程中形成自由基聚集的影响。
[0124] 按照上述测试例1～5提供的方法分别测试实施例1～2、对比例1～5提供的凝胶点值变色器件的波长、透过率差值、褪色态/着色态电压、褪色时间/着色时间、着色效率以及稳定性，测试数据如表1所示。
[0125] 表1
[0126]
[0127] 从表1的数据可知，与对比例1～5提供的凝胶电致变色器件相比，基于本发明提供的含有端炔基的电致变色化合物的凝胶电致变色器件具有更短的褪色时间和着色时间，即器件具有快速响应的特性，而且稳定性显著提升，尤其是实施例2中包含DPV的凝胶电致变色器件，循环70000次后透过率差值仅损失13.4％，相对于现有技术中电致变色器件的稳定性有了极大的突破。
[0128] 测试例6
[0129] 本测试例为凝胶电致变色器件在不同电压下的颜色变化测试，具体测试方法如下：
[0130] 通过色度计(CHN Spec CS-820)与电化学工作站(Ametek Parstat3000A-DX)测试凝胶电致变色器件在不同电压下的色度值，根据CIE 1931色坐标图中的位置得出具体数值，其中L*表示亮度，a*为从绿色到红色变化的数值，b*为从蓝色到黄色变化的数值，测试结果如表2所示。
[0131] 表2
[0132] L* a* b*DPV-b 78.6 -3.3 11.11
DPV-c 11.56 6.15 -33.88
MPV-b 82.13 -4.96 10.54
MPV-c 16.59 32.07 -15.5
DPV-c 11.56 6.15 -33.88
MPV-b 82.13 -4.96 10.54
MPV-c 16.59 32.07 -15.5
[0133] 表2中，L*数值高表明器件处于透明态(L*DPV-b＝78.6，L*MPV-b＝82.13)，器件处于着色态时L*数值低(L*DPV-c＝11.56，L*MPV-c＝16.59)；当DPV器件从透明转到深蓝色时，b*值从11.11变为-33.88；当MPV器件从透明变到紫色时，a*值从-4.96变为32.07；色度变化与测试例2中图3、图4的光谱和器件图像一致。
[0134] 综上所述，本发明实施例1～2提供的基于所述电致变色化合物的凝胶电致变色器件具有优异的电致变色性能，两种器件都有高透过率差值，快速响应时间，以及良好的稳定性，尤其是DPV器件具有少见的高循环使用寿命，具有非常高的作为电致变色智能窗和显示器件的应用潜力。
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