Page 112 - 《精细化工》2021年第12期

·2474· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

合，从而使得 NiI 2 向 NiI 2 •6H 2 O 状态转变更迅速、
更容易，因此，湿度变色和响应也更迅捷 [19] 。

图 4 纳米纤维膜的力学性能
Fig. 4 Mechanical properties of nanofibrous membranes

2.2 纳米纤维膜的湿敏变色性能 图 6 NiI 2 的 XRD 谱图
图 5 为 NiI 2 /TPU 纳米纤维膜在干态和湿态下的 Fig. 6 XRD patterns of NiI 2
红外光谱。比较吸湿和脱湿状态下的谱图，在
3000~3500 cm –1 处的—OH 伸缩振动吸收峰有明显 为了验证纳米纤维膜的湿敏变色可循环性，将
纤维膜放置于相对湿度 0 和 97%的环境中，在纤维
变化，这表明 NiI 2 在干态时失去结晶水，在高湿度
膜变色后用电脑测色配色仪记录纤维膜的颜色变化
条件下吸收结晶水，这是 NiI 2 /TPU 纳米纤维膜湿敏
情况，并循环 20 次，结果如图 7 所示（K/S 代表染
变色的主要影响因素。可以推测出，纳米纤维膜变
色深度）。
色仅是因为 NiI 2 的变色机制导致的。当 NiI 2 置于湿

润环境中，强的亲水性能会吸收环境中的游离水分
子，由于静电作用水分子中的 O 原子和 NiI 2 中的
2+
2+
Ni 之间形成配位键，形成了[Ni(H 2 O) 6 ] ，也就是
NiI 2 •6H 2 O。而 NiI 2 •6H 2 O 在干燥环境中，其结合水
由于材料和环境中的水蒸气压差从材料中解吸出，
从而导致颜色的转变。

图 5 干态和湿态 NiI 2 /TPU 纳米纤维膜的 FTIR 谱图
Fig. 5 FTIR of dry and wet NiI 2 /TPU nanofibrous membranes

为进一步探究湿化学处理增强 NiI 2 变色行为的
注：插图为纳米纤维膜从橘红色转变为黄绿色实物图
机理，对经过湿化学处理和未处理的 NiI 2 进行 XRD 图 7 NiI 2 /TPU 纳米纤维膜的湿敏变色循环 K/S 曲线（a）
测试，如图 6 所示。经过湿化学处理的 NiI 2 在 及 K/S 在 480 nm 处的变化（b）
2θ=32.2°、32.9°、46.4°分别对应于（101）、（012） Fig. 7 K/S curves of cyclic humidity-sensitive discoloration of
和（110）晶面，而未经处理的 NiI 2 在 2θ=22.7°、32.7° NiI 2 /TPU nanofibrous membrane (a) and K/S change at
480 nm (b)
分别对应于（006）和（104）晶面。晶体平面的择
优取向导致衍射峰强度的变化，因此湿化学处理后， 由图 7 可见，纳米纤维膜从相对湿度较低时的
晶体生长发生了择优取向变化 [18] 。且湿化学处理后， 橘红色转变为相对湿度较高时的黄绿色，且经过 20
NiI 2 活性增强，与游离水分子之间以更快的配位结 次的循环，纳米纤维膜的颜色变化基本相同。且 20