[发明专利]一种磺酸酯基二茂铁衍生物及其合成方法和应用

权利要求书

1.一种磺酸酯基二茂铁衍生物，其特征在于：所述磺酸酯基二茂铁衍生物的化学结构式如下，将所述磺酸酯基二茂铁衍生物用作盐穴液流电池的正极活性物质；

其中，取代基R为含有C、N、O、S、H、卤素的直链、支链和环状结构单元。

2.一种如权利要求1所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将二茂铁和乙酸酐混合搅拌至二茂铁完全溶解，向内缓慢滴加氯磺酸，快速搅拌反应一段时间后抽滤，滤液加入100mL冰水，旋干混合液，所得固体溶于氨水中抽滤，调节滤液pH值至弱酸性，旋干可得磺酸二茂铁；

S2、在将步骤S1所得产物溶于无水二氯甲烷中得到A溶液，将草酰氯溶于无水二氯甲烷后缓慢滴加入A溶液中反应一段时间，结束后旋干溶剂得磺酰二茂铁；

S3、将步骤S2所得产物溶于无水二氯甲烷中，向内滴加烷基醇反应一段时间，反应结束后旋干溶剂得磺酸酯基二茂铁衍生物。

3.根据权利要求2所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于：所述步骤S1中的反应物摩尔比为：二茂铁：乙酸酐：氯磺酸＝1：(2～6)：(0.8～1.5)，反应温度为20～40℃，反应时间为8～48h。

4.根据权利要求2所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于：所述步骤S2中的反应物摩尔比为：磺酸二茂铁：草酰氯：二氯甲烷＝1：(0.8～1.5)：(80～120)，反应温度为20～40℃，反应时间为8～48h。

5.根据权利要求2所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于：所述步骤S3中的反应物摩尔比为：磺酰二茂铁：烷基醇：二氯甲烷＝1：(8～14)：(60～120)，反应温度为20～40℃，反应时间为8～48h。

6.根据权利要求2所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于：所述步骤S3中烷基醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、正丁醇中的一种。

7.一种如权利要求1所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的应用，其特征在于：所述磺酸酯基二茂铁衍生物用于盐穴液流电池的正极活性物质；

所述盐穴液流电池包括正极储液库、负极储液库以及多个液流电池堆，每个液流电池堆分别与正极储液库和负极储液库连通；

所述液流电池堆包括：

电解液槽体，所述电解液槽体内充入电解液；

正极板和负极板，两个极板内置于电解液槽体且位置相对；

电池隔膜，所述电池隔膜内置于电解液槽体内且将电解液槽体分隔为正极区和负极区，正极板位于正极区，负极板位于负极区，正极区通过管路与正极储液库连通，负极区通过管路与正极储液库连通；正极储液库中正极电解液由正极活性物质和支持电解液组成，负极储液库中负极电解液由负极活性物质和支持电解液组成；所述电池隔膜能够供支持电解液穿透，阻止正极活性物质和负极活性物质穿透。

8.根据权利要求7所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的应用，其特征在于：所述负极活性物质为有机活性分子。

9.根据权利要求7所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的应用，其特征在于：所述正极活性物质的摩尔浓度为0.01mol/L～4mol/L，负极活性物质的摩尔浓度为0.01mol/L～4mol/L。

10.根据权利要求7所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的应用，其特征在于：所述支持电解液为单组份中性盐水溶液或混合中性盐水溶液。

11.根据权利要求10所述的磺酸酯基二茂铁衍生物的应用，其特征在于：所述支持电解液为NaCl盐溶液、KCl盐溶液、Na₂SO₄盐溶液、K₂SO₄盐溶液、MgCl₂盐溶液、CaCl₂盐溶液和BaCl₂盐溶液中的一种或两种或多种。