钌络合物的反向重结晶方法
【专利摘要】本发明涉及一种钌络合物的反向重结晶方法，包括：（1）将钌络合物粗产物溶解于第一溶剂后过滤去除不溶杂质，所述第一溶剂为三氯甲烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、和甲醇中的至少一种，所述第一溶剂的用量为：每溶解1g钌络合物粗产物使用10～50mL第一溶剂；（2）将步骤（1）所得的滤液冷冻以析出目标杂质，并过滤以去除目标杂质；（3）在步骤（2）所得的滤液中加入第二溶剂、或者将步骤（2）所得的滤液蒸除绝大部分所述第一溶剂后加入第二溶剂，以使目标钌络合物析出，经过滤、干燥得到目标钌络合物，所述第二溶剂为水、稀硝酸、或无水乙醇，所述第二溶剂的用量为步骤（1）中所述第一溶剂的用量的5～15倍。
【专利说明】钌络合物的反向重结晶方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够适用于染料敏化型太阳能电池的钌络合物的反向重结晶方法，特别涉及能够短时间、高收率地收集纯度较高Ru[(dcbpy) (abtpy) (NCS)2]钌(II)络合物粗产物的方法。
【背景技术】
[0002]作为代替化石燃料的能源，利用了太阳光的太阳能电池受到关注，人们对其进行了各种研究。太阳能电池是一种将光能转换为电能的光电转换装置，由于以太阳光作为能源，所以对地球环境的影响极小，期待得到更广泛的普及。
[0003]应用了由染料敏化的光感应电子移动的染料敏化型太阳能电池(以下简称为DSSC(Dye-Sensitized Solar CelI)),近年来作为代替娃(Si)类太阳能电池等的下一代太阳能电池受到关注，并被广泛地研究。作为敏化染料，使用能够有效地吸收可见光附近的光的物质，例如钌(Ru)络合物等。
[0004]作为染料敏化型太阳能电池，由于具有较高的光电转换效率，不需要真空装置等大花销的提纯装置，而且能够使用氧化钛等便宜的半导体材料以良好的生产率简单地提纯，所以期待成为新一代的太阳能电池。
[0005]由于光敏染料的品质是决定DSSC性能的一个非常关键的因素，但目前合成得到的产品纯度较低，传统的提纯方法成本较高，操作复杂，很难放大，限制了其在DSSC中的广泛应用。因此，低成本地获得高品质的染料是一个亟待解决的课题。这一课题能否有效解决，是决定新型DSSC能否产业化的非常重要的一个环节。
[0006]本发明人在中国专利CN103013178A中公开一种利用重结晶方法提纯钌络合物粗产物的方法，先将钌络合物与碱成盐溶解于溶剂中并过滤除去杂质，再将所成的盐酸化而析出游离的钌络合物。较于柱层析等方法，该方法相低成本、高收率、高纯度地得到钌络合物产品，该方法只多一次溶解/成盐/酸化处理，就能有效去除特定杂质，为后续进一步处理带来极大便利。
【发明内容】
[0007]面对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够短时间、高收率收集纯度较高钌(II)络合物粗产物的方法。
[0008]在此，本发明提供一种钌络合物的反向重结晶方法，包括:
(I)将钌络合物粗产物溶解于第一溶剂后过滤去除不溶杂质，所述第一溶剂为三氯甲烷、四氢呋喃、N, N-二甲基甲酰胺、乙腈、和甲醇中的至少一种，所述第一溶剂的用量为:每溶解Ig钌络合物粗产物使用10~50mL第一溶剂；
(2 )将步骤(1)所得的滤液冷冻以析出目标杂质，并过滤以去除目标杂质；
(3)在步骤(2)所得的滤液中加入第二溶剂、或者将步骤(2)所得的滤液蒸除绝大部分所述第一溶剂后加入第二溶剂，以使目标钌络合物析出，经过滤、干燥得到目标钌络合物，所述第二溶剂为水、稀硝酸、或无水乙醇，所述第二溶剂的用量为步骤(1)中所述第一溶剂的用量的5~15倍。
[0009]本发明采用反向重结晶工艺，通过使目标杂质重结晶从而可以有效除去极性较强的副产物杂质，通过后续处理可以省去柱层析提纯工艺，从而大大降低了设备、材料成本、缩短了生产周期。
[0010]在一个优选的实施方式中，所述钌化合物的结构通式如下式(I)所示:
【权利要求】
1.一种钌络合物的反向重结晶方法，其特征在于，包括: (1)将钌络合物粗产物溶解于第一溶剂后过滤去除不溶杂质，所述第一溶剂为三氯甲烷、四氢呋喃、N, N-二甲基甲酰胺、乙腈、和甲醇中的至少一种，所述第一溶剂的用量为:每溶解Ig钌络合物粗产物使用10~50mL第一溶剂； (2 )将步骤(1)所得的滤液冷冻以析出目标杂质，并过滤以去除目标杂质； (3)在步骤(2)所得的滤液中加入第二溶剂、或者将步骤(2)所得的滤液蒸除绝大部分所述第一溶剂后加入第二溶剂，以使目标钌络合物析出，经过滤、干燥得到目标钌络合物，所述第二溶剂为水、稀硝酸、或无水乙醇，所述第二溶剂的用量为步骤(1)中所述第一溶剂的用量的5~15倍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钌络合物的结构通式如下式(I)所示:
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钌络合物的结构如下列式(61)~(76)所示:
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一溶剂的用量为:每溶解Ig钌络合物粗产物使用30~50mL第一溶剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述钌络合物粗产物和所述第一溶剂混合并在20°C~70°C下搅拌或超声30~120分钟。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述冷冻是在(TC~-40°C冷冻I~24小时。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，析出目标钌络合物后进行冷冻，所述冷冻是在0°C~_40°C冷冻2~24小时。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，进行所述冷冻后在20°C~60°C进行解冻再过滤。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述干燥是在40°C~70°C真空干燥24~48小时。
【文档编号】C07F15/00GK103772436SQ201310746160
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】张焘, 詹文海, 杨松旺, 沈沪江, 李勇明, 刘岩 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所