[發明專利]釕絡合物的反向重結晶方法

有效

• 申請號: 201310746160.6
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103772436A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張燾;詹文海;楊松旺;沈滬江;李勇明;劉巖
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C07F15/00
• 分類號: C07F15/00;C09B57/10;H01G9/20
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

技術領域

本發明涉及能夠適用于染料敏化型太陽能電池的釕絡合物的反向重結晶方法，特別涉及能夠短時間、高收率地收集純度較高Ru[(dcbpy)(abtpy)(NCS)₂]釕（II）絡合物粗產物的方法。

背景技術

作為代替化石燃料的能源，利用了太陽光的太陽能電池受到關注，人們對其進行了各種研究。太陽能電池是一種將光能轉換為電能的光電轉換裝置，由于以太陽光作為能源，所以對地球環境的影響極小，期待得到更廣泛的普及。

應用了由染料敏化的光感應電子移動的染料敏化型太陽能電池（以下簡稱為DSSC（Dye-Sensitized?Solar?Cell）），近年來作為代替硅（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。作為敏化染料，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。

作為染料敏化型太陽能電池，由于具有較高的光電轉換效率，不需要真空裝置等大花銷的提純裝置，而且能夠使用氧化鈦等便宜的半導體材料以良好的生產率簡單地提純，所以期待成為新一代的太陽能電池。

由于光敏染料的品質是決定DSSC性能的一個非常關鍵的因素，但目前合成得到的產品純度較低，傳統的提純方法成本較高，操作復雜，很難放大，限制了其在DSSC中的廣泛應用。因此，低成本地獲得高品質的染料是一個亟待解決的課題。這一課題能否有效解決，是決定新型DSSC能否產業化的非常重要的一個環節。

本發明人在中國專利CN103013178A中公開一種利用重結晶方法提純釕絡合物粗產物的方法，先將釕絡合物與堿成鹽溶解于溶劑中并過濾除去雜質，再將所成的鹽酸化而析出游離的釕絡合物。較于柱層析等方法，該方法相低成本、高收率、高純度地得到釕絡合物產品，該方法只多一次溶解/成鹽/酸化處理，就能有效去除特定雜質，為后續進一步處理帶來極大便利。

發明內容

面對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種能夠短時間、高收率收集純度較高釕（II）絡合物粗產物的方法。

在此，本發明提供一種釕絡合物的反向重結晶方法，包括：

（1）將釕絡合物粗產物溶解于第一溶劑后過濾去除不溶雜質，所述第一溶劑為三氯甲烷、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、和甲醇中的至少一種，所述第一溶劑的用量為：每溶解1g釕絡合物粗產物使用10～50mL第一溶劑；

（2）將步驟（1）所得的濾液冷凍以析出目標雜質，并過濾以去除目標雜質；

（3）在步驟（2）所得的濾液中加入第二溶劑、或者將步驟（2）所得的濾液蒸除絕大部分所述第一溶劑后加入第二溶劑，以使目標釕絡合物析出，經過濾、干燥得到目標釕絡合物，所述第二溶劑為水、稀硝酸、或無水乙醇，所述第二溶劑的用量為步驟（1）中所述第一溶劑的用量的5～15倍。

本發明采用反向重結晶工藝，通過使目標雜質重結晶從而可以有效除去極性較強的副產物雜質，通過后續處理可以省去柱層析提純工藝，從而大大降低了設備、材料成本、縮短了生產周期。

在一個優選的實施方式中，所述釕化合物的結構通式如下式（1）所示：

其中，X₁為式（2）～（19）其中之一且X₂為氫，或者X₁與X₂同為式（2）～（19）其中之一；

其中，R₁-R₄₀分別獨立為H，C_tH_2t+1其中t=1-15，OC_vH_2v+1其中v=1-15，SC_2wH_2w+1其中w=1-15，或為下式（36）～（37）之一；其中，n=0-2，m=1-4，Y₁為S，CH₂，N-R其中R為H或C_xH_2x+1其中x=1-15，O或Se；Y₂分別為下式（20）～（37）之一：

其中，式（21）中的i=1-15，式（22）中的j=1-15，式（23）中的k=1-15，式（24）、式（26）、式（27）、式（28）與式（29）中q=1-3；其中，R₄₁～R₄₅,R₄₈～R₅₈分別獨立為H，