本发明专利技术提供了一类包括第一化合物和第二化合物的组合物，其中的第一化合物选自通式为（Ⅰ）、（Ⅲ）、（Ⅴ）、和（Ⅶ）的化合物，第二化合物选自通式为（Ⅱ）、（Ⅳ）、（Ⅵ）、和（Ⅷ）的化合物各种不同的化学物质都可使用，以便提供Ｒ↑［１］－Ｒ↑［１０］。这些组合物用作抗静电剂或氧化还原对的电子可活化前体尤为有效。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电化学领域中的改进，尤其是涉及一类组合物，这些组合物可用于各种目的，如用作抗静电剂，或用于制备氧化还原对或可逆的可转换系统。
技术介绍
太阳光是一种免费而又取之不尽的可再生能源，通过使用P-n异质结太阳电池(如基于硅的装置)，电化学的光电池(EPC类)或染料敏感的太阳电池(DSSC类)，可将太阳能直接转化成电能。EPC类是基于半导电体(P-型或n-型)与含有一对氧化还原对的电解质之间的组合的系统；一个辅助电极即可构成该装置。由于在半导体/电解质界面上形成的固有电位，光产生的电子与空穴是分隔开的，可用于在电极上分别与氧化还原对中的还原物和氧化物发生氧化反应和还原反应。另一方面，DSSC类是另一类系统，这些系统基于染料-化学吸附的纳米结晶TiO2颗粒与含有I-/I+氧化还原对的非水电解质之间的组合，其中的TiO2颗粒是沉积在导电的玻璃基质上的；涂覆铂的导电玻璃电极即可构成此种装置。在该类系统中，光吸收(被染料分子)和电荷-载体的输送(在半导电体到电荷收集器的传导带中)这两个过程是隔开进行的。I-物质的均相氧化用于再生光激发的染料分子而I-3物质的非均相还原则发生在涂覆铂的电极上。就EPC类和DSSC类电池的现有技术而言，已有广泛的基础，但有待解决的主要问题是要找到一种电化学稳定、非腐蚀性的、具有高度可逆性的和高正电性(与n-型半导电体组合时)或高负电性的(与P-型果半导电体组合时)电位，并且在提供高的电解质离子电导性所需的浓度下使用时是无色的氧化还原对。I-/I3-是DSSC类电池中研究最多的氧化还原对。阳离子可以是碱金属或含有季铵基的有机阳离子，如二烃基咪唑鎓盐(dialkylimidazolium)(Stathatos et al.，Chem.Mater.，15，1825(2003))。该系统的主要限制是(i)在产生相当高的离子电导率所需的浓度范围使用时会吸收太阳光谱中相当大部分的可见光(这导致能量转换效率的下降)；(ii)氧化还原电位太低(由此限制了装置的光电压)；(iii)对银的反应性(因而该金属不能用作电流收集器)；和(iv)使用普通有机溶剂时电解质高度挥发(引起DSSC装置发生不可逆的不稳定性)。Nusbaumer等.在Chem.Eur.J.，9，3756(2003)中研究了另一类用于DSSC类电池的氧化还原对，这是基于远为昂贵的钴复合物设计的。虽然这些系统生色少，并且与I-/I-3氧化还原对相比具有更高的正电位，氧化的物质(CoIII)可在用作TiO2颗粒的基质的电导玻璃上被还原，但在此种情况下能量转换效率是减弱的。更何况染料分子被还原物质(CoII)的再生(对该装置的运行是绝对必要的)会因氧化物质(CoIII)与敏化物的缔合变得更为困难。就EPC类电池，对各种溶于水的氧化还原对进行了研究，如Fe(CN)64-/Fe(CN)63-、I-/I3-、Fe2+/Fe3+、S2-/Sn2-、Se2-/Sen2-和V2+/V3+，由于半导体电极的光腐蚀作用，那些显示良好的能量转换效率的装置在承受白光照射后通常是不稳定的。采用非水的电解质(液体，凝胶或聚合物)可消除光腐蚀过程，但在这种情况下可使用的氧化还原对的数目很有限，如I-/I3-(Skotheim and Inganas，J.Electrochem.Soc.，132，2116(1985)和S2-/Sn2-(Vijh and Marsan，Bull.Electrochem.，5，456(1989))是分别溶于氧化聚乙烯(PEO)和修饰的PEO中的氧化还原对，已在EPC类电池中作了研究。I-/I3-对除了存在如上所述的生色和电位问题外，装置的稳定性还末曾证实。至于S2-/Sn2-氧化还原对，除白光辐照下的稳定性问题已有报告外，也观察到与上述同样的一些问题。硫赶铯(CsT)/二硫化物(T2)氧化还原对可溶于修筛的PEO并在一种EPC中作了研究(Philias and Marsan，Electrochem.Acta，44，2915(1999))，此中T-代表5-巯基-1-甲基四唑酯离子，T2代表相应的二硫化合物。该氧化还原对比S2-/Sn2-氧化还原对更高的正电位，在包括聚合物在内的有机介质中更易解离(产生电导性更强的电介质)，以及其远为更弱的生色性都是使该装置能量转换效率明显提高的原因。侭管有这些改进，T-/T2氧化还原对在电化学上是十分不可逆的，在铂电极上，阳极(Epa)和阴极(Epc)间的峯电位差(以符号ΔEp表示)为1.70V(扫描速度100mV/s)，即使在其放入导电性更强的凝胶电解质中亦如此，该凝胶电解质包含50mM和5mM溶于80％DMF/DMSO(60/40)中的T-和T2，并掺入20％的聚(1-1二氟乙烯)，PVdF。更何况在有机介质中它的溶解性不是很好。Smith et al.在J.Org.Chem.，65，8831(2000)研究了由主体-客体(host-guest)通过氢键的结合与有机分子相互作用而形成的氧化还原氢键键合的系统，并发现菲醌(主体，host)和尿素(客体，guest)组合物的氧化还原对在质子惰性的介质中可发生可逆的一个电子的还原作用。Collinson等对不同种类氧化-还原转换的结合化合物作了更详细的描述(Collinson et al.，Chem.，soc.，Rev.，31，147-156，2002)。Smith等和Collinson等的文章在此引入作为参考。这样，根据供EPC和DSSC使用的有关氧化还原对的现有技术，目前尚未有能够使其装置的能量转换率显著最佳化的氧化还原对。因此，迫切需要其性能优于现有技术的氧化还原对。此外，也迫切需要能避免现有技术缺点的氧化还原对。最后，还迫切需要能够用来容易制备上述这种氧化还原对的组合物或前体。
技术实现思路
因此本专利技术的第一个目的是提供一种能克服上述诸缺点的氧化还原对。本专利技术其次一个目的是提供一种可以方便地制备所需的氧化还原对的组合物。本专利技术的第三个目的是提供一种溶解度适当的氧化还原对。本专利技术的第四个目的是提供一种在非水基质中具有离子电导性的氧化还原对。本专利技术的第五个目的是提供一种在使导电性良好的浓度下基本上无色的氧化还对。本专利技术的第六个目的是提供一种高正电性的氧化还原对，比如在采用n-型半导电体的DSSC或EPC中应用的例子。本专利技术的另一个目的是提供一种高负电性的氧化还原对，比如在采用p-型半导电体的EPC中应用的例子。本专利技术还有一个目的是提供一种具有高度可逆性的氧化还原对。本专利技术的最后一个目的是提供一种氧化还原对的前体，该前体在活化时可容易地转化成氧化还原对。本专利技术的一个方面提供了一种组合物，该组合物包含的第一化合物选自通式为(I)，(III)，(V)和(VII)的化合物，第二个化合物选自通式为(II)、(IV)、(VI)和(VIII)的化合物。 其中R1，R2和R3相同或不同，选自氢原子、C1-C12直链或支链的烷基，C3-C12环烷基、C1-C12杂环基、C2-C8链烯基、C2-C8炔基、C6-C12芳基、C6-C20芳烷基、C6-C20烷芳基、C1-C12杂芳基和聚合物链或网络的一部分，或R1和R2连接在一起形成一个5-14员的杂环基，其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包含第一化合物和第二化合物的组合物，该组合物是电子可活化的氧化还原对的前体，其中第一化合物选自通式为（Ⅰ）、（Ⅲ）、（Ⅴ）和（Ⅶ）的化合物，第二化合物选自通式为（Ⅱ）、（Ⅳ）、（Ⅵ）和（Ⅷ）的化合物：＊＊＊其中Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］和Ｒ↑［３］相同或不同，并选自氢原子、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］直链或支链的烷基、Ｃ↓［３］－Ｃ↓［１２］的环烷基、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］的杂环基、Ｃ↓［２］－Ｃ↓［８］的链烯基、Ｃ↓［２］－Ｃ↓［８］的炔基、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１２］的芳基、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［２０］的芳烷基、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［２０］烷芳基、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］的杂芳基，以及聚合物链或网的一部分，或Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］连接在一起形成５－１４员的杂环基，其中的Ｒ↑［３］为缺失、氢原子、或是Ｎ和Ｒ↑［１］之间或Ｎ和Ｒ↑［２］之间的键；或者形成５－１４员的杂芳基，其中的Ｒ↑［３］为缺失、氢原子、Ｎ和Ｒ↑［１］之间或Ｎ和Ｒ↑［２］之间的键，或是聚合物链或网络一部分；Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］相同或不同，并选自氢原子、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］直链或支链的烷基、Ｃ↓［３］－Ｃ↓［１２］的环烷基、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］的杂环基、Ｃ↓［２］－Ｃ↓［８］的链烯基、Ｃ↓［２］－Ｃ↓［８］的炔基、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１２］的芳基、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［２０］的芳烷基、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［２０］烷芳基、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］的杂芳基，（ＣＨ↓［３］）↓［２］Ｎ－、（Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］）↓［２］Ｎ－、（Ｃ↓［３］Ｈ↓［７］）↓［２］Ｎ－、（Ｃ↓［４］Ｈ↓［９］）↓［２］Ｎ－、（ｉ－Ｐｒ）↓［２］Ｎ－、Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］、Ｐｈ↓［２］Ｐ（Ｏ）－、Ｐｈ↓［２］Ｐ－、Ｍｅ↓［２］Ｐ（Ｏ）－、Ｍｅ↓［２］Ｐ、Ｐｈ↓［２］Ｐ（Ｓ）、Ｍｅ↓［２］Ｐ（Ｓ）、Ｐｈ↓［３］Ｐ＝Ｎ－、Ｍｅ↓［３］Ｐ＝Ｎ－、以及聚合物链或网络的一部分，或Ｒ↑［４］和Ｒ↑［５］连接在一起形成５－１４员的杂环基，其中的Ｒ↑［６］为缺失、氢原子、或是Ｐ和Ｒ↑［４］之间或Ｐ和Ｒ↑［５］之间的键；或者形成５－１４员的杂芳环，其中的Ｒ↑［６］为缺失、氢原子、Ｐ和Ｒ↑［４］之间或Ｐ和Ｒ↑［５］之间的键，或是聚合物链或网络的一部分；Ｒ↑［７］和Ｒ↑［８］相同或不同，并选自Ｈ、ＣＦ↓［３］、Ｃ↓［ｎ］Ｆ↓［２ｎ＋１］、－ＳＯ↓［２］Ｈ、－ＳＯ↓［２］ＣＦ↓［３］、－ＮＳＯ↓［...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：哈玛密阿姆，玛姗贝鲁特，
申请(专利权)人：特拉斯福特普拉斯公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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