【摘 要】
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偶氮苯基光热材料是高效利用清洁的太阳能实现光热转换的重要材料。因具有氮氮双键的结构,偶氮苯在一定波长光（通常为紫外光）刺激下发生异构化反应由基态的反式结构转变为激发态的顺式结构,将光子能量转化为化学能存储起来并在一定刺激下以热能形式释放。但是,受自身结构的限制,偶氮苯相较其它光热燃料分子（如降冰片二烯）存在能量密度较低的问题,大大限制了在光热转换领域的应用和发展。针对这个问题,本文向偶氮苯光热体系
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偶氮苯基光热材料是高效利用清洁的太阳能实现光热转换的重要材料。因具有氮氮双键的结构,偶氮苯在一定波长光（通常为紫外光）刺激下发生异构化反应由基态的反式结构转变为激发态的顺式结构,将光子能量转化为化学能存储起来并在一定刺激下以热能形式释放。但是,受自身结构的限制,偶氮苯相较其它光热燃料分子（如降冰片二烯）存在能量密度较低的问题,大大限制了在光热转换领域的应用和发展。针对这个问题,本文向偶氮苯光热体系引入了石墨烯模板和金属配位键,制备得到金属配位的偶氮苯/石墨烯光热复合材料。将偶氮苯接枝到纳米碳模板的方法经过研究人员证实可提高偶氮苯光热体系的能量密度,而金属配位作用作为具有良好动态性的动态非共价作用可伴随偶氮苯/石墨烯大分子发生异构化导致的空间位阻发生断裂并在其发生逆异构化导致空间位阻减小时自发重组实现无外界刺激下的可逆断裂与重组。这种方法是在偶氮苯光致异构化和金属配位键可逆断裂与重组协同作用下实现高能量密度光热存储和转化的。通过该方法,制备得到了分别与锌离子、铝离子、镁离子和铁离子配位的Zn-AZO-RGO、Al-AZO-RGO、Mg-AZO-RGO、Fe-AZO-RGO。研究显示,金属配位的偶氮苯/石墨烯光热复合材料在可控能量存储和释放领域颇具发展潜力。通过研究不同金属配位的偶氮苯/石墨烯光热复合材料的储能密度,发现Zn-AZO-RGO的能量密度可达504.2 J g-1,约为没有配位作用的偶氮苯/石墨烯光热复合材料的1.69倍;Al-AZO-RGO的能量密度可达580.4 J g-1,约为没有配位作用的偶氮苯/石墨烯光热复合材料的1.94倍。这表明金属配位的偶氮苯/石墨烯光热复合材料实现了多放热机理协同作用下能量密度的提高。这为未来多机理协同作用下提高偶氮苯基光热复合材料方向的发展提供了思路和借鉴。
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