专利名称：钌络合物光敏染料粗产品的纯化方法及钌络合物光敏染料产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钌络合物光敏染料粗产品的纯化方法及得到的钌络合物光敏染料产品。
背景技术：
鉴于常规能源的日益枯竭，多种替代性可再生能源已被探索。近年，由GrStzel与O’ Regan提出了一种染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC),能更加有效利用太阳能而备受关注。其中，敏化染料，一种能够有效吸收可见光附近的光的物质，例如钌(Ru)络合物等，已成为目前在DSSC相关领域中相当重要的开发方向之一。钌(Ru)络合物光敏染料，其共同特征在于，都含有2，2’_联吡啶-4，4’_ 二羧酸(
2,2，-bipyridyl-4, 4，-dicarboxylic acid),也被称为 4, 4，- 二羧基-2, 2，-联批P定(4, 4’-dicarboxylate-2, 2’-bipyridyl, dcbpy)配体。分别通称为 N3、N719 的顺-二(异硫氰基)_ 二 (2，2’-联卩比唳-4，4’- 二羧酸)合钌(II)络合物(cis-di (thiocyanato)_bis(2,2，-bipyridyl-4, 4，-di carboxyl ate) ruthenium (II))、顺-二(异硫氰基)-二 (2，2，-联批唳-4，4’-二羧酸)合钌(II) 二-四丁基铵络合物(cis-di (thiocyanato)-bis (2，2’_bipyridyl-4, 4,-dicarboxylate) ruthenium (II) bis-tetrabuty I ammonium)就是其中之二。詹文海等在专利文献CN101851255A中，优化了它们的合成工艺，使其成本大幅度降低。但因所有这些钌(Ru)络合物光敏染料较低的稳定性、耐久性及光电转化效率，限制了它们在DSSC中的广泛应用。后来，研究人员合成了一系列分子中含有一个dcbpy配体和一个新型二联吡啶衍生物配体的新型钌络合物光敏染料。这些新`型光敏染料一个共同的特征是，具有优异的吸光能力，具有较高的吸光系数(Absorption coefficient),从而可以较有效地将太阳光吸收并转化成电流输出。Chia-Yuan Chen 等(文献 Chia-Yuan Chen et al., Angew.Chem.1nt.Ed.，2006，45 (35)，5822-5825)合成了一种含有一个 dcbpy 配体和一个 4，4’ - 二(5-(5-辛基噻吩-2-基)噻吩-2-基)-2，2’ -联吡啶(4，4，-bis (5-(5-octylthiophen-2-yl) thiophen-2-yl)-2，2’ -bipiridine), abtpy)的新型钌络合物光敏染料，即顺-二(异硫氰基)_(2，2’ -联吡啶_4，4’ - 二羧酸)_(4，4’ -二(5-(5-辛基噻吩_2-基)唾吩_2_基)-2，2’ _联卩比淀)合钉(II)络合物(cis-di (thiocyanato)-(2,2' -bipyridyl-4,4，_dicarboxylate) (4，4，-bis(5-(5-octyl-thiophen-2-yl)thiophen-2-yl)-2，2，-bipiridine)ruthenium(II)),其结构式如式(I)所不。
权利要求
1.一种钌络合物光敏染料粗产品的纯化方法，其包括如下步骤: 步骤A)钌络合物光敏染料粗产品与碱在有机溶剂中反应成盐，过滤，蒸除有机溶剂，加水稀释，得到钌络合物光敏染料溶液； 步骤B)酸化处理步骤A)得到的钌络合物光敏染料溶液，产生大量沉淀； 步骤C)将步骤B)得到的钌络合物光敏染料沉淀溶液进行冷冻，使其充分结晶；以及 步骤D)解冻，过滤，烘干得钌络合物光敏染料产品； 其特征在于:步骤B)中的酸化处理是用稀酸将溶液pH值调至4.(Γ5.3。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤B)的酸化处理是用稀酸将溶液pH值调至4.8 5.2;步骤幻所述钌络合物光敏染料与碱的摩尔比为1:广2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤B)的酸化处理是用稀酸将溶液pH值调至5.0。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤B)的酸化处理所用的稀酸为稀硝酸、稀盐酸或稀磷酸；所用稀酸的浓度以一元酸计为0.Γ1Μ ;酸化处理在(T40°C下进行，酸化处理时间为2 4小时。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:步骤B)的酸化处理在1(T30°C下进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤A)中所述的碱为有机碱或无机碱；所述有机碱为式(3)所示的碱；
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的钌络合物为含有羧基基团的钌络合物。
8.根据权利要求Γ7所述的方法获得的钌络合物光敏染料产品。
9.根据权利要求8所述的钌络合物光敏染料产品，其特征在于:所述产品中碱与钌络合物的摩尔比为1:广1.5:1。
10.根据权利要求9所述的钌络合物光敏染料产品，其特征在于:所述产品中碱与钌络合物的摩尔比为1.2:1。
全文摘要
本发明公开了一种钌络合物光敏染料粗产品的纯化方法及用该方法得到的钌络合物光敏染料产品。本发明的方法包括如下步骤步骤A)钌络合物光敏染料粗产品与碱在有机溶剂中反应成盐，过滤，蒸除有机溶剂，加水稀释；步骤B)酸化处理；步骤C)冷冻结晶；及步骤D)解冻，过滤，烘干；其中步骤B)中的酸化处理是用稀酸将溶液pH值调至4.0～5.3。本发明的纯化方法由于经酸化调整钌络合物光敏染料溶液的pH值至4.0～5.3，优化了碱与钌络合物的比例，从而分离得到了高品质的钌络合物光敏染料产品，用于染料敏化太阳能电池，能够获得较高的光电转换效率。
文档编号H01G9/20GK103073923SQ201210580708
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者赵庆宝, 詹文海, 杨松旺, 李勇明, 刘岩 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所