[发明专利]镧系三明治型酞菁类配合物的制备方法及其在Li/SOC12电池中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种镧系三明治型酞菁类配合物的制备方法及该类配合物在Li/SOCl₂电池中的应用。

背景技术

1927年Diesbach等人试图用邻二溴苯和氰化亚铜反应制备邻苯二氰时却意外得到了一种蓝色物质。这个蓝色物质就是人们合成出的第一种金属酞菁配合物-酞菁铜。1928年苏格兰一家工厂的燃料工人在生产苯酰亚胺时，由于反应釜有裂缝，也发现了一些同样的蓝色物质。由于这些蓝颜色物质颜色鲜艳而且对空气甚至酸碱的稳定性高，所以后来人们将其分离出来作为一种染料和涂料，并于1929年取得第一个酞菁专利。在这期间，英国学者Linstead等人也在研究这类物质，并在1933年英国著名学者Linstead教授创造了“酞菁(Phthalocyanine)”这一名词，由Naphtha(石脑油)和Cyanine(深蓝色)两个词派生而来，缩写为Pc。在该教授用综合方法测定了该物质的结构后便用Phthalocyanine来命名此类新的化合物。两年后，Robertson用X射线衍射分析的方法对酞菁及其几种金属酞菁进行了结构分析，所得的结果与Linstead教授的结果完全一致从而进一步的证实了酞菁的结构。从此，对酞菁类化合物的研究和开发进入了一个崭新的阶段。由于酞菁及其配合物结构上的特点使它具有独特的光、电、磁等发面的特性，它们已经成为现代高技术领域的研究和应用对象。

酞菁类化合物的特殊结构使其具有非常稳定的性质，耐酸、耐碱、耐水浸、耐光、耐热及耐各种有机溶剂，而且价格低廉、低毒等特点。因此在工业上有着非常广泛的用途。另外，在可见光区有强的π-π^*跃迁，具有很好的氧化-还原活性。酞菁很早就被应用做染料和石油脱硫催化剂，目前酞菁化合物已被广泛的应用于催化化学、光化学、电化学、医学等学科的前沿领域。最近，把酞菁应用于高科技领域已成为一个新兴热点，其中包括半导体器件、光伏特和太阳能电池、静电复印术、整流器、LB膜、低维导体材料、气体传感器、光动力癌症治疗、电催化、除臭剂等。

酞菁配合物因其特殊的结构，所以具有良好的催化活性，从结构上看有以下几个特征。

a芳香族π电子在整个四氮卟啉环上共轭，位于环中心的空穴能容纳多种金属元素，与酞菁形成金属配合物。

b共轭大分子呈现高度的平面性，催化反应可在该平面的轴向位置发生。

c芳香环既具有电子给体的特性，又具有电子受体的特性。

d化学性质非常稳定。

自从Calvin等人在1963年首先采用无金属酞菁和酞菁铜为催化剂催化氢分子的活化和氢交换反应一来，人们已经合成出了50多种的酞菁化合物。分为均相、多相和模拟酶催化剂，用于催化数十种有机反应，涉及到的有氢交换，加氢反应，合成氨反应，脱羧反应，聚合反应，脱氢反应，电化学和氧化反应等等。此外，金属酞菁配合物还可以作为模拟生物酶催化剂，Parton等人在这方面进行了深入的研究。

金属酞菁作为均相催化剂和非均相催化剂被广泛研究，不同的金属酞菁催化活性是有很大差别的。据报道，酞菁钴及其衍生物的催化活性较好。

Nyokong Tebello等人在研究酞菁对NO催化氧化时发现酞菁发生氧化还原的位置对它们电催化活性有着很大的影响。不同的金属酞菁发生氧化还原的位置也是不相同的，这是由于它们进行催化氧化时的反应机理不同。一般聚合酞菁的催化性能高于一般单体酞菁。

锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池作为一种性能优异的电池，无论是从军工还是到民生方面均有着广泛的应用。随着能源问题的日益突出，该电池的研究成为了被广泛关注的焦点。而酞菁化合物作为催化剂用于锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池的研究却刚刚起步，许占位等用过渡金属酞菁类配合物作为催化剂对锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池进行催化性能研究，发现其能够较好的提升电池的平均电压和电池容量。目前有关单核以及双核金属类酞菁配合物作为催化剂的报道已经见诸文字，而三明治型酞菁类配合物用于锂/亚硫酰氯(Li/SOCl₂)电池的技术却未见公开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种镧系三明治型酞菁类配合物的制备方法，同时还提供该类配合物在Li/SOCl₂电池中的应用。