[发明专利]TEMPO-蒽醌双极性活性物质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种TEMPO-蒽醌双极性活性物质，其特征在于：通过功能修饰在TEMPO或其衍生物上引入相反电荷的离子，以离子的形式构成TEMPO-蒽醌双极性活性物质，或者通过功能修饰在蒽醌或其衍生物上引入相反电荷的离子，以离子的形式构成TEMPO-蒽醌双极性活性物质，其反应方程式为：

其中，R₁、R₂、R₃代表含有碳、氢、氮、氧、氟或硫元素的基团。

2.一种如权利要求1所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在TEMPO或其衍生物上引入阴离子、在蒽醌或其衍生物上引入阳离子；或者在在TEMPO或其衍生物上引入阳离子、在蒽醌或其衍生物上引入阴离子；

S2：将修饰后的带相反电荷的TEMPO衍生物和紫蒽醌衍生物分别溶解于有机溶剂中；

S3：将步骤S2中两种溶液按电荷摩尔比反应，过滤析出的固体，溶剂旋干得到TEMPO-蒽醌双极性活性物质的固体。

3.如权利要求2所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1中阴离子包括-COO^-、-SO₃^-或PO₃^2-,所述的阳离子包括NH₄⁺。

4.如权利要求3所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质的制备方法，其特征在于，所述的步骤S2中有机溶剂为乙腈、DMF、甲醇或DMSO。

5.一种如权利要求1所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质的应用，其特征在于：所述TEMPO-蒽醌双极性活性物质可以同时作为液流电池的正极活性物质和负极活性物质。

6.一种如权利要求1所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质在有机水相盐穴电池中的应用，其特征在于：包括：

电解液槽体，所述电解液槽体内充入电解液；

两个极板，两个所述极板分别设于所述电解液槽体且位置相对；

电池隔膜，所述电池隔膜位于所述电解液槽体内且将所述电解液槽体分隔为与一所述电解液储液库连通的阳极区和与另一所述电解液储液库连通的阴极区，一所述极板设于所述阳极区，另一所述极板设于所述阴极区，所述阳极区内和阴极区内均具有包括TEMPO-蒽醌双极性活性物质的电解液，所述电池隔膜可以允许支持电解质的有效通过。

7.如权利要求6所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质在有机水相盐穴电池中的应用，其特征在于，所述TEMPO-蒽醌双极性活性物质的浓度为0.01mol/L～4mol/L。

8.如权利要求6所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质在有机水相盐穴电池中的应用，其特征在于，所述支持电解质为单组份中性盐水溶液或混合中性盐水溶液。

9.如权利要求8所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质在有机水相盐穴电池中的应用，其特征在于，所述支持电解质为NaCl盐溶液、KCl盐溶液、Na₂SO₄盐溶液、K₂SO₄盐溶液、MgCl₂盐溶液、MgSO₄盐溶液、CaCl₂盐溶液、CaSO₄盐溶液、BaCl₂盐溶液、BaSO₄盐溶液中的至少一种。

10.如权利要求6所述的TEMPO-蒽醌双极性活性物质在有机水相盐穴电池中的应用，其特征在于，所述电池隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、选择性渗透膜、阴阳离子复合交换膜、透析膜或多孔膜中的一种。