一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法技术

本发明专利技术是一种使用在极寒热需求环境下的一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法，具体是含有不同长度烷基链的苯胺和亚硝基苯或邻亚硝基苯通过Mills反应，得到高能量密度和高功率密度的长烷基链相变偶氮苯。这种材料主要是通过引入长烷基链削弱偶氮苯分子间强烈的π

【技术实现步骤摘要】
一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法


[0001]本专利技术是一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法，该材料有望用在各类极寒的热需求环境(如：极地，太空等)，属于光热领域。

技术介绍

[0002]偶氮苯作为典型的分子太阳能储能材料，通过可逆异构化，实现太阳能的捕获、储存和释放，其具有可逆、可调控和无污染等优点。然而，由于其低能量密度、亚稳态异构体不稳定性导致的存储寿命短以及低温放热困难等原因，该领域的发展仍受到严重限制。目前研究通过在偶氮苯体系中引入分子间氢键、配位键等，并将其接枝到碳基或聚合物基模板中来提高其能量密度和半衰期。然而模板化的偶氮苯储能体系合成复杂，需要溶剂辅助充热，并且低温下光激发功率密度低，这限制了其实际的应用。近年来，相变偶氮苯因合成简单，无需溶剂辅助充热，并且低温下具有较快的异构化速率，成为光热储能领域研究的重点。
[0003]与传统偶氮苯相比，相变偶氮苯具有光致相变的性能。在紫外光照射下，相变偶氮苯可以发生反
‑
顺式异构化转变，同时克服分子间的堆积相互作用实现固体到液体的相变，在可见光照射下，其可以发生顺
‑
反式异构化回复并且发生液体到固体的相变，在此过程中实现了太阳能和环境热的储存和释放。合成具有合适熔点(Tm)或结晶点(Tc)的相变偶氮苯是解决低温放热问题的关键。最近研究总结了单取代和双取代偶氮苯的熔点，大部分偶氮苯结晶能力强，熔点在20℃到200℃之间，这意味着偶氮苯在低温下的热释放仍然是一个挑战。因此开发具有超低温相变性能的偶氮苯对于极寒的热需求环境是非常重要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法，采用Mills法，以对位带有不同长度烷基链的苯胺和亚硝基苯或邻亚硝基甲苯为原料，使用冰乙酸调控酸性，制备一系列超低温相变偶氮苯储能材料。
[0005]本专利技术关于一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法，步骤如下：
[0006](1)将5
‑
10mmol原料1加入到100mL三口烧瓶中，用注射器注入50mL甲苯作为溶剂，超声溶解充分后，加入5
‑
10mmol原料2和20
‑
30mmol冰乙酸。在氮气氛围下，将反应温度升至60℃，回流反应24h。随后通过旋转蒸发仪去除甲苯溶剂，得到粗产物，将其置于60℃真空干燥箱中充分干燥12h。
[0007](2)通过柱层析法对粗产物进行提纯，吸附柱采用硅胶，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合体系。随后通过旋转蒸发仪去除洗脱剂，再将产物置于60℃真空干燥箱中充分干燥24h，得到最终产物。
[0008]优选地，步骤(1)原料1为亚硝基苯或邻亚硝基甲苯；原料2为4
‑
正己基苯胺、4
‑
正庚基苯胺、4
‑
正辛基苯胺、4
‑
正壬基苯胺或4
‑
正癸基苯胺。
[0009]优选地，步骤(1)原料1的物质的量为5
‑
10mmol，优选5mmol；
[0010]优选地，步骤(1)原料2的物质的量为5
‑
10mmol，优选5mmol；
[0011]优选地，步骤(1)冰乙酸的物质的量为20
‑
30mmol，优选20mmol。
[0012]优选地，步骤(2)洗脱剂石油醚和乙酸乙酯的体积比为(20
‑
30)∶1，优选25∶1。
附图说明
[0013]图1为一系列超低温相变偶氮苯储能材料的合成过程；
[0014]图2为一系列超低温相变偶氮苯储能材料的化学结构；
[0015]图3为一系列超低温相变偶氮苯储能材料的核磁共振氢谱图。
[0016]图4为一系列超低温相变偶氮苯储能材料的紫外
‑
可见光谱图；
[0017]图5为一系列超低温相变偶氮苯储能材料的差示扫描量热曲线；
具体实施方式
[0018]下面给出本专利技术的3个实施例，这是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。
[0019]实施例一
[0020](1)将5mmol亚硝基苯加入到100mL三口烧瓶中，用注射器注入50mL甲苯作为溶剂，超声溶解充分后，加入5mmol 4
‑
正己基苯胺和20mmol冰乙酸。在氮气氛围下，将反应温度升至60℃，回流反应24h。随后通过旋转蒸发仪去除甲苯溶剂，得到粗产物，将其置于60℃真空干燥箱中充分干燥12h。
[0021](2)通过柱层析法对粗产物进行提纯，吸附柱采用硅胶，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合体系(体积比20∶1)。随后通过旋转蒸发仪去除洗脱剂，再将产物置于60℃真空干燥箱中充分干燥24h，得到最终产物。
[0022]实施例二
[0023](1)将6mmol亚硝基苯加入到100mL三口烧瓶中，用注射器注入50mL甲苯作为溶剂，超声溶解充分后，加入6mmol 4
‑
正壬基苯胺和25mmol冰乙酸。在氮气氛围下，将反应温度升至60℃，回流反应24h。随后通过旋转蒸发仪去除甲苯溶剂，得到粗产物，将其置于60℃真空干燥箱中充分干燥12h。
[0024](2)通过柱层析法对粗产物进行提纯，吸附柱采用硅胶，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合体系(体积比25∶1)。随后通过旋转蒸发仪去除洗脱剂，再将产物置于60℃真空干燥箱中充分干燥24h，得到最终产物。
[0025]实施例三
[0026](1)将10mmol邻亚硝基甲苯加入到100mL三口烧瓶中，用注射器注入50mL甲苯作为溶剂，超声溶解充分后，加入10mmol 4
‑
正癸基苯胺和30mmol冰乙酸。在氮气氛围下，将反应温度升至60℃，回流反应24h。随后通过旋转蒸发仪去除甲苯溶剂，得到粗产物，将其置于60℃真空干燥箱中充分干燥12h。
[0027](2)通过柱层析法对粗产物进行提纯，吸附柱采用硅胶，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合体系(体积比30∶1)。随后通过旋转蒸发仪去除洗脱剂，再将产物置于60℃真空干燥箱中充分干燥24h，得到最终产物。
[0028]以上对本专利技术做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本专利技术的核心的情况
下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本专利技术的保护范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法，合成步骤如下：将5
‑
10mmol原料1加入到100mL三口烧瓶中，用注射器注入50mL甲苯作为溶剂，超声溶解充分后，加入5
‑
10mmol原料2和20
‑
30mmol冰乙酸。在氮气氛围下，将反应温度升至60℃，回流反应24h。随后通过旋转蒸发仪去除甲苯溶剂，得到粗产物，将其置于60℃真空干燥箱中充分干燥12h。2.一系列超低温相变偶氮苯储能材料的制备方法，后处理提纯步骤如下：通过柱层析法对粗产物进行提纯，吸附柱采用硅胶，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯混合体系。随后通过旋转蒸发仪去除洗脱剂，再将产物置于60℃真空干燥箱中充分干燥24h，得到最终产物。3.如权利要求1所述方法，原料1为...

【专利技术属性】
技术研发人员：封伟，高健，冯奕钰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：