一種用反相填料吸附純化釕絡合物的方法
【專利摘要】本發明涉及一種用反相填料吸附純化釕絡合物的方法，包括：將釕絡合物的粗產品與堿在有機溶劑中攪拌反應成鹽，同時加入反相填料吸附去除雜質，進行第一次過濾后所得的一次濾液再次用反相填料濾床進行第二次過濾以進一步吸附去除雜質，然后將所得的二次濾液依次經過濃縮、酸化、冷凍、過濾、烘干得到純化的釕絡合物產品，其中，所述堿的用量為釕絡合物摩爾量的0.5～1.5，所述反相填料的用量為釕絡合物質量的0.2～10倍。通過本發明的用反相填料吸附純化釕絡合物的方法，可以低成本、高收率地獲得高品質的釕絡合物光敏染料。
【專利說明】一種用反相填料吸附純化釕絡合物的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及能夠適用于染料敏化太陽能電池的釕絡合物的簡易純化方法，特別涉及一種用反相填料吸附純化釕絡合物光敏染料的方法。
【背景技術】
[0002]鑒于常規能源的日益枯竭，多種替代性可再生能源已被探索。其中Gditzd與O' Regan提出了一種染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC),由于具有較高的光電轉換效率，不需要真空裝置等昂貴的制造裝置，而且能夠使用氧化鈦等便宜的半導體材料以極高的生產率簡單地制造，所以有潛力成為新一代的太陽能電池。DSSC作為代替硅(Si)類太陽能電池等的下一代太陽能電池受到關注，并被廣泛地研究。其中敏化染料，使用能夠有效地吸收可見光附近的光的物質，例如釕(Ru)絡合物等，已成為目前在DSSC相關領域中相當重要的開發方向之一。
[0003]釕(Ru)絡合物光敏染料，其共同特征在于，都含有4，4’ - 二羧基-2，2’ -聯吡啶(4，4，-dicarboxylate-2, 2，-bipyridyl, dcbpy)配體。包括，分別通稱為 N3、N719 的順-二(異硫氰基)_ 二(2，2’ -聯吡啶-4, 4’ - 二羧酸)合釕(II)絡合物、順_ 二 (異硫氰基)-二(2，2’ -聯吡啶-4，4’ - 二羧酸)合釕(II) 二-四丁基銨絡合物。因其較低的穩定性、耐久性及光電轉化效率，限制了它們在DSSC中的廣泛應用。
[0004]Chia-Yuan Chen 等(文獻 Chia-Yuan Chen et al., Angew.Chem.1nt.Ed.，2006，45 (35)，5822-5825)合成了一種含有一個 dcbpy 配體和一個 4，4’ - 二(5- (5-辛基噻吩-2-基)噻吩-2-基)-2，2，-聯吡啶(4，4，-bis (5-(5-octylthiophen-2-yl) thiophen-2-yl)-2，2’ -bipiridine), abtpy)的新型釕絡合物光敏染料，即順-二 (異硫氰基)_ (2，2，-聯吡啶-4,4，- 二羧酸)_ (4，4’ - 二(5- (5-辛基噻吩-2-基)噻吩-2-基)-2, 2’ -聯吡P定)合釕(II)絡合物(cis-di (thiocyanato)-(2,2，-bipyridyl_4，4，_dicarboxylate) (4，4，-bis (5- (5-octyl-thiophen-2-yl)thiophen-2-yl)-2，2’ -bipiridine) ruth-enium(II))，其結構式如下式(71)所不:
【權利要求】
1.一種用反相填料吸附純化釕絡合物的方法，其特征在于，包括:將釕絡合物的粗產品與堿在有機溶劑中攪拌反應成鹽，同時加入反相填料吸附去除雜質，進行第一次過濾后所得的一次濾液再次用反相填料濾床進行第二次過濾以進一步吸附去除雜質，然后將所得的二次濾液依次經過濃縮、酸化、冷凍、過濾、烘干得到純化的釕絡合物產品，其中，所述堿的用量為釕絡合物摩爾量的0.5~1.5，所述反相填料的用量為釕絡合物質量的0.2~10倍。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述釕絡合物的結構通式如下式(I)所示:
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述釕絡合物的結構如下列式(61)~(76)所示:
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，將釕絡合物的粗產品與堿在有機溶劑中加熱至40~45°C攪拌0.5~16小時反應成鹽，同時加入反相填料吸附去除雜質。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述堿包括有機堿和/或無機堿，其中，所述有機堿的結構通式為下式(77):
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述有機溶劑包括乙腈、甲醇、乙醇和異丙醇中的至少一種； 所述有機溶劑的用量為:每溶解Ig釕絡合物需要10~30mL有機溶劑。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，在進行所述第一次過濾之前，將待過濾的溶液的溫度降至-40~20°C，然后再進行所述第一次過濾。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述第二次過濾包括:將反相填料用第一有機溶劑潤濕，加入到漏斗中作為濾床，然后將所述一次濾液均勻加到濾床上，過濾，并用第二有機溶劑將釕絡合物從濾床上洗下來以得到所述二次濾液。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，漏斗內反相填料濾床的高度為I~5cm。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述第一有機溶劑和/或所述第二有機溶劑為乙腈、甲醇、乙醇、和異丙醇中的至少一種。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，所述酸化過程包括:在O~40°C的氛圍下，向濃縮后加水稀釋的產品溶液中緩慢滴加稀酸，直到有大量固體析出；其中，所述稀酸包括稀硝酸、稀鹽酸、和稀磷酸中的至少一種；所述稀酸的濃度以一元酸計為0.1~IM ;所述酸化過程為5~10分鐘，和/或在酸化時將所述產品溶液的pH調到4.8 ~5.2 ; 所述冷凍是在-10~_20°C冷凍3~72小時。
【文檔編號】C07F15/00GK103740127SQ201310746612
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】趙慶寶, 李勇明, 楊松旺, 詹文海, 沈滬江, 劉巖 申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所