[發明專利]一種磺酸酯基二茂鐵衍生物及其合成方法和應用

在審

• 申請號: 202110930207.9
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113698437A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 武奕;王慧;徐俊輝;陳留平;李悅
• 申請（專利權）人: 中鹽金壇鹽化有限責任公司
• 主分類號: C07F17/02
• 分類號: C07F17/02;H01M4/90;H01M8/18
• 代理公司: 常州至善至誠專利代理事務所(普通合伙) 32409
• 代理人: 王穎

1.一種磺酸酯基二茂鐵衍生物，其特征在于：所述磺酸酯基二茂鐵衍生物的化學結構式如下，將所述磺酸酯基二茂鐵衍生物用作鹽穴液流電池的正極活性物質；

其中，取代基R為含有C、N、O、S、H、鹵素的直鏈、支鏈和環狀結構單元。

2.一種如權利要求1所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的合成方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、將二茂鐵和乙酸酐混合攪拌至二茂鐵完全溶解，向內緩慢滴加氯磺酸，快速攪拌反應一段時間后抽濾，濾液加入100mL冰水，旋干混合液，所得固體溶于氨水中抽濾，調節濾液pH值至弱酸性，旋干可得磺酸二茂鐵；

S2、在將步驟S1所得產物溶于無水二氯甲烷中得到A溶液，將草酰氯溶于無水二氯甲烷后緩慢滴加入A溶液中反應一段時間，結束后旋干溶劑得磺酰二茂鐵；

S3、將步驟S2所得產物溶于無水二氯甲烷中，向內滴加烷基醇反應一段時間，反應結束后旋干溶劑得磺酸酯基二茂鐵衍生物。

3.根據權利要求2所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的合成方法，其特征在于：所述步驟S1中的反應物摩爾比為：二茂鐵：乙酸酐：氯磺酸＝1：(2～6)：(0.8～1.5)，反應溫度為20～40℃，反應時間為8～48h。

4.根據權利要求2所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的合成方法，其特征在于：所述步驟S2中的反應物摩爾比為：磺酸二茂鐵：草酰氯：二氯甲烷＝1：(0.8～1.5)：(80～120)，反應溫度為20～40℃，反應時間為8～48h。

5.根據權利要求2所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的合成方法，其特征在于：所述步驟S3中的反應物摩爾比為：磺酰二茂鐵：烷基醇：二氯甲烷＝1：(8～14)：(60～120)，反應溫度為20～40℃，反應時間為8～48h。

6.根據權利要求2所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的合成方法，其特征在于：所述步驟S3中烷基醇為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、正丁醇中的一種。

7.一種如權利要求1所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的應用，其特征在于：所述磺酸酯基二茂鐵衍生物用于鹽穴液流電池的正極活性物質；

所述鹽穴液流電池包括正極儲液庫、負極儲液庫以及多個液流電池堆，每個液流電池堆分別與正極儲液庫和負極儲液庫連通；

所述液流電池堆包括：

電解液槽體，所述電解液槽體內充入電解液；

正極板和負極板，兩個極板內置于電解液槽體且位置相對；

電池隔膜，所述電池隔膜內置于電解液槽體內且將電解液槽體分隔為正極區和負極區，正極板位于正極區，負極板位于負極區，正極區通過管路與正極儲液庫連通，負極區通過管路與正極儲液庫連通；正極儲液庫中正極電解液由正極活性物質和支持電解液組成，負極儲液庫中負極電解液由負極活性物質和支持電解液組成；所述電池隔膜能夠供支持電解液穿透，阻止正極活性物質和負極活性物質穿透。

8.根據權利要求7所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的應用，其特征在于：所述負極活性物質為有機活性分子。

9.根據權利要求7所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的應用，其特征在于：所述正極活性物質的摩爾濃度為0.01mol/L～4mol/L，負極活性物質的摩爾濃度為0.01mol/L～4mol/L。

10.根據權利要求7所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的應用，其特征在于：所述支持電解液為單組份中性鹽水溶液或混合中性鹽水溶液。

11.根據權利要求10所述的磺酸酯基二茂鐵衍生物的應用，其特征在于：所述支持電解液為NaCl鹽溶液、KCl鹽溶液、Na₂SO₄鹽溶液、K₂SO₄鹽溶液、MgCl₂鹽溶液、CaCl₂鹽溶液和BaCl₂鹽溶液中的一種或兩種或多種。