[发明专利]一种偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化化合物以及制备方法

说明书

本发明提供了一种如式(I)所示的偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化化合物：其中，FC为富勒烯Cm，m为富勒烯的碳原子数，m＝50～120；n＝1～8；X₁、X₂、X₃、X₄独立的选自H、C1～C3的烷基、C1～C3的烷氧基和卤原子中的一种或几种；Y₁、Y₂、Y₃独立的选自H、羟基、羧基、磺酸基、硝基、酰胺基和C1～C8的烷基中的一种或几种。本发明由一端含有氨基的多取代偶氮苯分子接枝于富勒烯表面形成偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化化合物。此化合物具有热稳定性好，接枝率高的特点；同时通过增强分子间相互作用，提高了能量密度和回复半衰期。

技术领域

本发明涉及能源材料技术领域，尤其是涉及一种偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化化合物以及制备方法。

背景技术

随着全球经济的发展，能源危机日趋严重。研究、开发和利用清洁、可再生的太阳能已经成为当今社会解决能源危机的重要途径。

偶氮苯(Azobenzenes)是一类二氮烯衍生物，中间含有一个偶氮基团(-N＝N-)，两边的氢原子分别被两个苯环所取代，具有反式(trans)和顺式(cis)两种构型。偶氮苯体系的光致异构特性是由分子内的-N＝N-基团在光、热等外界条件作用下进行顺反异构化所引起的。采用不同波长的光束对偶氮基团进行光照，可使其可逆的在顺式和反式两种异构体间进行转变。偶氮苯类分子的可逆光致异构化反应具有存储太阳能的潜力，但传统的偶氮苯分子存在单分子能量密度低和回复半衰期短等问题，限制了其在光储热领域的应用。

1985年，Curl等人首次发现富勒烯C₆₀，1991年Huffman等人找到了一种可以宏量制备C₆₀的方法，由此展开了富勒烯的研究热潮，包括富勒烯C₂₈、C₃₂、C₆₀、C₇₀、C₈₀等。富勒烯具有独特的笼状结构，其中六元环结构中亲电的C＝C键可以与自由基进行加成反应。富勒烯结构稳定，并且具有较好的催化性、光学性、超导性及热稳定性。

现有技术中，偶氮苯与富勒烯纳米复合材料存在接枝率低、能量密度低、稳定性差的技术缺陷，限制了其在光储能领域的实际应用。因此，研发出一种接枝率高、能量密度高、回复半衰期长的偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化材料成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化材料，本发明制备得到的偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化材料接枝率高，能量密度高、回复半衰期长。

本发明提供了一种如式(I)所示的偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化化合物：

其中，FC为富勒烯Cm，m为富勒烯的碳原子数，m＝50～120；n＝1～8；

X₁、X₂、X₃、X₄独立的选自H、C1～C3的烷基、C1～C3的烷氧基和卤原子中的一种或几种；

Y₁、Y₂、Y₃独立的选自H、羟基、羧基、磺酸基、硝基、酰胺基和C1～C8的烷基中的一种或几种。

优选的，所述m为60～90；n＝1～6。

优选的，所述X独立的选自H、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、卤原子中的一种或几种；

Y独立的选自H、羟基、羧基、磺酸基、硝基、酰胺基和C1～C5的烷基中的一种或几种。

本发明提供了一种如式(I)所示的偶氮苯接枝富勒烯纳米杂化化合物的制备方法，包括：