[發明專利]一種含克酮酸核的有機光熱分子及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010696754.0
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111848571A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 顧星桂;陳冠宇;孫江曼
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07D333/36
• 分類號: C07D333/36;C08J9/40;C02F1/10;C08L75/04;C02F103/08
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 鮮瑩

本發明涉及一種含克酮酸核的有機光熱小分子及其制備方法及其在海水淡化中的應用。所述含克酮酸核的有機光熱小分子，具有下式所示結構：其中，R為氫或C₁～C₂₃的烷基或烷氧基。所述含克酮酸核的有機光熱小分子可負載于聚氨酯泡沫中，應用于利用太陽進行海水淡化中。

技術領域

本發明涉及具有光熱轉換性能的有機小分子領域，具體地說，是涉及一種含克酮酸核的有機光熱小分子及其制備方法及其在海水淡化中的應用。

背景技術

世界上淡水資源不足，已成為人們日益關注的問題，因此，海水淡化已經成為解決全球水資源危機的重要途徑。太陽能作為一種新能源，具有獨特優勢：首先，它是人類可以利用的最豐富的能源。其次，地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發利用，不存在運輸問題，尤其對交通不發達的農村、海島和邊遠地區更具有利用的價值。最后，太陽能是一種潔凈的能源。因此利用太陽能進行海水淡化可以充分利用資源生產淡水，具有重要的意義和應用前景。

目前，進行海水淡主要有兩種技術。一是反滲透法，將海水加壓，使淡水透過滲透膜而鹽分被截留的淡化方法。反滲透主體設備主要由高壓泵、反滲透膜、能量回收三部分組成，無論海水、苦咸水，亦無論大型、中型、小型都適應，是海水淡化技術近二十年來發展最快方法，但是反滲透法本身也需要消耗能源造成一定程度的環境污染。二是蒸發法，通過光熱轉換材料，吸收太陽光，將太陽能轉換成熱能，通過產生的熱能對與光熱材料接觸的部分海水進行加熱蒸發，從而產生淡水，然而該項技術的缺點在于光熱材料制備過程工藝流程復雜，成本較高，在較低的光照強度下光熱效率比較低下，占地面積廣，難以達到實用的效果。因此探索制備光熱轉換效率高的材料，對于提高海水淡化的效率有重要的意義。

發明內容

為了解決以上現有技術中存在的問題，本發明利用克酮酸作為受體單元，制備得到具有高光熱轉換效率的有機小分子。

本發明目的之一為提供一種含克酮酸核的有機光熱小分子，具有下式所示結構：

其中R為氫、C₁～C₂₃的烷基或烷氧基，優選為氫、C₁～C₁₀的烷基或烷氧基。

本發明目的之二為提供所述含克酮酸核的有機光熱小分子的制備方法，包括以下步驟：

(1)在無水無氧條件下，將催化劑與雙四苯乙烯胺或其衍生物混合，加入溶劑1，然后加入2-溴噻吩進行反應，萃取、提純得到中間物；

(2)在無水無氧條件下，將克酮酸與步驟(1)得到的中間物在溶劑2中進行反應，萃取、提純得到所述有機光熱小分子。

根據本發明一個優選的實施方案，步驟(1)中，雙四苯乙烯胺或其衍生物與2-溴噻吩的摩爾比為1：(1.05～1.2)，優選為1：(1.1～1.2)。

反應溫度為100～120℃，反應時間為3～12小時。

溶劑1選自甲苯、二甲苯、四氫呋喃中的至少一種。

催化劑包括三(二亞甲基丙酮)二鈀、叔丁醇鈉和三叔丁基膦；

所述催化劑用量沒有特別的限定，為本領域反應中通常的催化劑用量，優選地，所述催化劑用量為2-溴噻吩物質的量的1～10％。

根據本發明一個優選的實施方案，步驟(2)中，克酮酸與步驟(1)得到的中間物的摩爾比為1：(2～2.5)，優選為1：(2～2.2)。

反應溫度為100～135℃，反應時間為3～24小時。

溶劑2為甲苯/正丁醇的混合溶劑，其中甲苯與正丁醇的體積比優選為1：(0.5～2)，更優選為1：(1～1.5)。