[發明專利]2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼及其應用

有效

• 申請號: 201310449158.2
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103467371A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 劉崢;劉進;謝思維
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C07D213/86
• 分類號: C07D213/86;H01M10/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于堿性鋅鎳電池代汞緩蝕添加劑技術領域，特別涉及一種席夫堿基表面活性劑2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼及其在堿性鋅鎳電池中作為代汞緩蝕添加劑的應用。?

背景技術

隨著社會的發展，二次堿性鋅電池的應用也日益推廣，目前各種便攜式電器發展迅速，二次堿性鋅電池廣泛應用于軍事、航空、商業等領域。但是鋅電極在堿性條件下普遍存在腐蝕、變形、枝晶、遷移等問題，縮短它的壽命。過去經常用汞在鋅表面的齊化作用來解決這一系列問題，但是汞是一種有毒有害的物質，給人體的健康和環境的保護帶來了巨大的威脅。隨著人類環境保護意識的增強和科技突飛猛進的發展，可持續發展和人與自然的和諧發展已經成為當今各國發展的主題，對于二次堿性鋅電極用的緩蝕添加劑的要求也越來越高，綠色環保和節約資源是緩蝕添加劑未來的發展方向。前人在解決鋅電極腐蝕、變形、枝晶、遷移等問題上已經有了許多研究成果，主要體現在各種代汞緩蝕添加劑的開發研究上。二次鋅電極常用緩蝕添加劑種類主要為無機緩蝕添加劑、有機緩蝕添加劑、聚合物類緩蝕添加劑。其中無機緩蝕添加劑主要有金屬氧化物，氫氧化物，無機鹽類；有機緩蝕添加劑主要有巰基苯并噻唑、苯并三唑、十二烷基苯磺酸鈉、四丁基溴化銨等；聚合物類緩蝕添加劑主要包括聚乙烯類。2-辛酮席夫堿基表面活性劑是具有位配位功能的席夫堿基表面活性劑，該結構既含有席夫堿基配位基團、又含有表面活性劑的兩親結構，在電解液或電極中添加少量的2-辛酮席夫堿基表面活性劑，能在電極表面具有幾何覆蓋效應，能很好的吸附在金屬鋅表面，形成一層疏水性的吸附膜，從而有效抑制鋅電極的自腐蝕。同時表面活性劑在鋅電極表面的吸附還可起到改善鋅的沉積速度，從而提高電流密度分布均勻性，達到抑制變形及枝晶的目的，并在一定程度上防止鋅遷移的發生。?

發明內容

本發明的目的是提供一種席夫堿基表面活性劑2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼及其應用。?

2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼的結構式為：?

。

所述2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼應用于堿性鋅鎳電池中作為代汞緩蝕添加劑，用于防止鋅電極出現腐蝕、枝晶生長、發生變形、遷移等現象。?

本發明的2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼能有效防止堿性電解液對鋅電極的腐蝕作用，且經循環伏安法和鋅遷移實驗表明，本發明的2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼對涂膏式鋅電極枝晶生長、變形、遷移具有較好的抑制作用。?

附圖說明

圖1為本發明實施例在空白電解液中測試涂膏式鋅電極的循環伏安曲線圖。?

圖2為本發明實施例在添加質量百分數為4%的2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼電解液中測試涂膏式鋅電極的循環伏安曲線圖。?

具體實施方式

實施例：

(1)?2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼的結構式：

。

(2)?2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼的制備方法為：?

a.稱取2.988克2,6-吡啶二甲酸二甲酯，于70?℃水浴攪拌條件下溶于40毫升無水乙醇，然后緩慢滴加35毫摩爾（2.21克）水合肼2.1毫升，反應4小時，靜置冷卻，然后過濾，濾餅置于真空箱內50℃干燥即可得到白色棉花狀固體，即為中間產物2,6-吡啶二甲酰肼。?????

b.稱取1毫摩爾（0.195?克）步驟(2)第a步制得的中間產物2,6-吡啶二甲酰肼，溶于25毫升四氫呋喃中，40?℃水浴下攪拌溶解，加入2-辛酮2?毫摩爾（0.32?毫升），再緩慢加入1毫升冰醋酸作催化劑，升高水浴溫度至50℃開始反應，反應3小時后，將三口燒瓶取出放入冰箱內靜置冷卻至2℃，此時冰醋酸變為固體析出，過濾除掉催化劑冰醋酸，再用旋轉蒸發儀在40℃條件下蒸出溶劑四氫呋喃，得金黃色粘稠狀物質即為2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼。

?(3)?2-辛酮縮2,6-吡啶二甲酰肼的應用：?

①用于防止鋅電極出現腐蝕（緩釋作用）

a.鋅片的制作

大塊鋅片先后用400CW、1000CW、1200CW、2000CW的砂紙打磨光滑平整，然后剪成1厘米×3厘米的鋅片，用丙酮沖洗2次除油，再用蒸餾水沖洗3次，置于50℃的烘箱烘干，然后用聚四氟乙烯封帶包住上端1厘米×2厘米，下邊露出1厘米×1厘米，用于浸泡電解液進行測試。

b.電解液的配置?

在50毫升6摩爾/升的KOH溶液中加入1.5克氧化鋅，不斷攪拌，使其溶解，即可得到6摩爾/升KOH飽和氧化鋅電解液。

c.交流阻抗譜的測試?