[發明專利]一種甲脒氫碘酸鹽除碘的方法

在審

• 申請號: 202211580631.6
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115806507A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 李震宇;李林鴻;曾強;潘逸寧
• 申請（專利權）人: 湖南銥太科技有限公司
• 主分類號: C07C257/14
• 分類號: C07C257/14
• 代理公司: 長沙智勤知識產權代理事務所(普通合伙) 43254
• 代理人: 曾芳琴

本發明公開一種甲脒氫碘酸鹽除碘的方法，其在醋酸甲脒和氫碘酸形成的反應溶液中以及在純化過程的溶液中加入有機強還原劑抗壞血酸，抑制整個制備過程中單質碘的生成。本發明解決了在甲脒氫碘酸鹽的制備過程中析碘嚴重，從而導致干燥后得到的固體產物表面殘留較多碘雜質，嚴重影響產品性能的問題，提高了甲脒氫碘酸鹽的純度。

技術領域

本發明屬于化合物提純技術領域，具體涉及一種甲脒氫碘酸鹽除碘的方法。

背景技術

甲脒碘基鈣鈦礦太陽電池是目前最具有產業化發展潛力的光伏技術，得到了光伏領域眾多研究人員的廣泛關注。作為其最重要的原料之一，甲脒氫碘酸鹽的需求量將隨著其規模化生產而不斷提高。按照目前實驗室較成熟的制備工藝，大批量制備的甲脒氫碘酸鹽成品普遍出現表面泛黃的問題，且隨著保存時間的延長顏色加深。產品表面泛黃是在制備過程中出現析碘現象而導致，這些析出的碘將在后續制備甲脒碘基鈣鈦礦薄膜的過程中成為載流子的復合中心，使得器件性能降低。因此，抑制甲脒氫碘酸鹽制備過程中碘的析出是提高其純度，提升器件性能的關鍵，也為其規模化生產指引了方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單高效的還原劑除碘方法，抑制在甲脒氫碘酸鹽制備過程中碘的析出，從而提高甲脒氫碘酸鹽的純度，提升鈣鈦礦太陽電池的性能。

為實現上述目的，本發明提出的一種甲脒氫碘酸鹽除碘的方法包括以下步驟：

(1)將醋酸甲脒固體溶于氫碘酸中，并加入抗壞血酸水溶液，在30～60℃下攪拌反應2～4h；

(2)將步驟(1)得到的澄清透明溶液過濾，然后在70～100℃下旋蒸，將溶劑蒸干，收集甲脒氫碘酸鹽粗產物；

(3)將甲脒氫碘酸鹽粗產物溶于有機溶劑中，在40～70℃下攪拌至完全溶解，得到產物的飽和溶液；

(4)向步驟(3)得到的飽和溶液中加入抗壞血酸水溶液，并將其置于-15～0℃下結晶純化16-24h后過濾得到甲脒氫碘酸鹽白色片狀晶體；

(5)重復步驟(3)、(4)至少兩次；

(6)將多次結晶得到的甲脒氫碘酸鹽白色片狀晶體放入80～100℃真空烘箱中充分烘烤16-24h，得到白色片狀的甲脒氫碘酸鹽。

優選地，步驟(1)中氫碘酸和醋酸甲脒的摩爾比為1.02～1.05，確保氫碘酸過量，使反應充分進行，該反應的化學方程式如下：

[NH₂CH＝NH₂]⁺CH₃COOˉ+HI→[NH₂CH＝NH₂]⁺Iˉ+CH₃COOH

優選地，步驟(1)中抗壞血酸水溶液的濃度為0.8～1.5mol/L，體積分數占反應液的5％～10％，確保達到最佳的抑制析碘的效果。發明人發現抗壞血酸水溶液的濃度過低且體積分數過低時，隨著反應進行，反應液的顏色加深，表明溶液中仍存在較多的碘，抑制效果不佳；而當抗壞血酸水溶液的濃度過高且體積分數過高時，抗壞血酸將成為主要的雜質來源且后續難以去除。

優選地，步驟(3)中純化所用的有機溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、冰醋酸中的至少一種，保證較優的純化效果。

優選地，步驟(4)中抗壞血酸水溶液的濃度為0.5～1.0mol/L，體積分數占飽和液的8％～18％，確保達到最佳的抑制析碘且不引入雜質的效果。發明人發現抗壞血酸水溶液的濃度過低且體積分數過低時，隨著結晶時間的延長，溶液的顏色加深，表明溶液中析出了較多的碘，抑制效果不佳；而當抗壞血酸水溶液的濃度過高且體積分數過高時，抗壞血酸將隨著溫度的降低達到過飽和而析出，存在引入雜質的風險。