專利名稱：釕絡(luò)合物光敏染料粗產(chǎn)品的純化方法及釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釕絡(luò)合物光敏染料粗產(chǎn)品的純化方法及得到的釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
鑒于常規(guī)能源的日益枯竭，多種替代性可再生能源已被探索。近年，由GrStzel與O’ Regan提出了一種染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC),能更加有效利用太陽能而備受關(guān)注。其中，敏化染料，一種能夠有效吸收可見光附近的光的物質(zhì)，例如釕(Ru)絡(luò)合物等，已成為目前在DSSC相關(guān)領(lǐng)域中相當(dāng)重要的開發(fā)方向之一。釕(Ru)絡(luò)合物光敏染料，其共同特征在于，都含有2，2’_聯(lián)吡啶-4，4’_ 二羧酸(
2,2，-bipyridyl-4, 4，-dicarboxylic acid),也被稱為 4, 4，- 二羧基-2, 2，-聯(lián)批P定(4, 4’-dicarboxylate-2, 2’-bipyridyl, dcbpy)配體。分別通稱為 N3、N719 的順-二(異硫氰基)_ 二 (2，2’-聯(lián)卩比唳-4，4’- 二羧酸)合釕(II)絡(luò)合物(cis-di (thiocyanato)_bis(2,2，-bipyridyl-4, 4，-di carboxyl ate) ruthenium (II))、順-二(異硫氰基)-二 (2，2，-聯(lián)批唳-4，4’-二羧酸)合釕(II) 二-四丁基銨絡(luò)合物(cis-di (thiocyanato)-bis (2，2’_bipyridyl-4, 4,-dicarboxylate) ruthenium (II) bis-tetrabuty I ammonium)就是其中之二。詹文海等在專利文獻CN101851255A中，優(yōu)化了它們的合成工藝，使其成本大幅度降低。但因所有這些釕(Ru)絡(luò)合物光敏染料較低的穩(wěn)定性、耐久性及光電轉(zhuǎn)化效率，限制了它們在DSSC中的廣泛應(yīng)用。后來，研究人員合成了一系列分子中含有一個dcbpy配體和一個新型二聯(lián)吡啶衍生物配體的新型釕絡(luò)合物光敏染料。這些新`型光敏染料一個共同的特征是，具有優(yōu)異的吸光能力，具有較高的吸光系數(shù)(Absorption coefficient),從而可以較有效地將太陽光吸收并轉(zhuǎn)化成電流輸出。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(lián)吡啶(4，4，-bis (5-(5-octylthiophen-2-yl) thiophen-2-yl)-2，2’ -bipiridine), abtpy)的新型釕絡(luò)合物光敏染料，即順-二(異硫氰基)_(2，2’ -聯(lián)吡啶_4，4’ - 二羧酸)_(4，4’ -二(5-(5-辛基噻吩_2-基)唾吩_2_基)-2，2’ _聯(lián)卩比淀)合釘(II)絡(luò)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)ruthenium(II)),其結(jié)構(gòu)式如式(I)所不。
權(quán)利要求
1.一種釕絡(luò)合物光敏染料粗產(chǎn)品的純化方法，其包括如下步驟: 步驟A)釕絡(luò)合物光敏染料粗產(chǎn)品與堿在有機溶劑中反應(yīng)成鹽，過濾，蒸除有機溶劑，加水稀釋，得到釕絡(luò)合物光敏染料溶液； 步驟B)酸化處理步驟A)得到的釕絡(luò)合物光敏染料溶液，產(chǎn)生大量沉淀； 步驟C)將步驟B)得到的釕絡(luò)合物光敏染料沉淀溶液進行冷凍，使其充分結(jié)晶；以及 步驟D)解凍，過濾，烘干得釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品； 其特征在于:步驟B)中的酸化處理是用稀酸將溶液pH值調(diào)至4.(Γ5.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟B)的酸化處理是用稀酸將溶液pH值調(diào)至4.8 5.2;步驟幻所述釕絡(luò)合物光敏染料與堿的摩爾比為1:廣2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:步驟B)的酸化處理是用稀酸將溶液pH值調(diào)至5.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟B)的酸化處理所用的稀酸為稀硝酸、稀鹽酸或稀磷酸；所用稀酸的濃度以一元酸計為0.Γ1Μ ;酸化處理在(T40°C下進行，酸化處理時間為2 4小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:步驟B)的酸化處理在1(T30°C下進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟A)中所述的堿為有機堿或無機堿；所述有機堿為式(3)所示的堿；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的釕絡(luò)合物為含有羧基基團的釕絡(luò)合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求Γ7所述的方法獲得的釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品，其特征在于:所述產(chǎn)品中堿與釕絡(luò)合物的摩爾比為1:廣1.5:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品，其特征在于:所述產(chǎn)品中堿與釕絡(luò)合物的摩爾比為1.2:1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種釕絡(luò)合物光敏染料粗產(chǎn)品的純化方法及用該方法得到的釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品。本發(fā)明的方法包括如下步驟步驟A)釕絡(luò)合物光敏染料粗產(chǎn)品與堿在有機溶劑中反應(yīng)成鹽，過濾，蒸除有機溶劑，加水稀釋；步驟B)酸化處理；步驟C)冷凍結(jié)晶；及步驟D)解凍，過濾，烘干；其中步驟B)中的酸化處理是用稀酸將溶液pH值調(diào)至4.0～5.3。本發(fā)明的純化方法由于經(jīng)酸化調(diào)整釕絡(luò)合物光敏染料溶液的pH值至4.0～5.3，優(yōu)化了堿與釕絡(luò)合物的比例，從而分離得到了高品質(zhì)的釕絡(luò)合物光敏染料產(chǎn)品，用于染料敏化太陽能電池，能夠獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01G9/20GK103073923SQ201210580708
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者趙慶寶, 詹文海, 楊松旺, 李勇明, 劉巖 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所