一种锡（Ⅳ）长链烷基硫醇盐及其制备方法和应用

本发明属于相变材料制备领域，尤其涉及一种锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐及其制备方法和应用。

背景技术：

1、相变材料是指在一定温度范围内，物质状态发生转变的同时，会吸收或者释放大量潜热的物质。按照相变过程不同，相变材料一般可分为四类：固-固相变、固-液相变、固-气相变和液-气相变材料。其中固-液相变材料在相变温度、相变潜热、相变体积变化、封装等性能和技术领域具有比较优势，应用最为广泛。

2、典型的低温固-液相变材料(相变温度<100℃)是有机相变材料，常见的有石蜡类、脂肪酸类、脂肪醇类等。它们具有固体成型性好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性小和性能稳定等优点，具有极大的应用潜力。石蜡是一类由不同链长烷烃(通式为cnh2n+2)组成混合物低温相变材料，随烷烃链中碳原子数目的不同而具有宽泛的相变温度区间，相变焓在160～270j/g之间。目前商用石蜡的相变温度通常在55℃附近，碳链中碳原子数目在25～30个之间。脂肪酸类相变材料是另一种常用的低温pcm(相变材料)，饱和脂肪酸的通式为cnh2n+1cooh，其相变温度也与碳原子数相关，相变温度分布在15～75℃，相变潜热值一般在120～210j/g。脂肪醇是指羟基与饱和脂肪烃基连接而形成的醇类，通式一般为roh(r＝饱和脂肪烃基cnh2n+1)，如十二醇、十六醇等，固液相变点介于24～80℃之间，相变潜热在140～200j/g左右，但由于可能存在的晶型转变，导致脂肪醇类相变材料出现两个或多个相变温度，限制了其使用范围。

3、具体而言，当碳链中碳原子数目在12～18之间变化时上述三类相变材料的相变温度如下：石蜡类的十二烷烃到十八烷烃的熔点范围为–9.6～28℃，脂肪酸类的十二酸(即月桂酸)到十八酸(即硬脂酸)的熔点范围是49～69.6℃，脂肪醇类的十二醇到十八醇的熔点范围是24～60℃。相比之下，脂肪酸类和醇类固液相变材料由于分子间存在的氢键导致熔点较高、相变潜热较大。当脂肪醇类中的氧被硫取代时，形成脂肪硫醇类化合物，它们通式为rsh(r＝饱和脂肪烃基cnh2n+1)。研究发现脂肪硫醇类化合物的熔点偏低，比如十二硫醇到十八硫醇的熔点区间是–7～33℃，与石蜡类近似。如何获得含有硫醇基团且具有适宜熔点和熔化潜热的系列化合物，使其成为一类新型的、应用潜力大的相变材料，是一个技术难题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种既含有硫醇基团，且具有适宜熔点和熔化潜热的相变材料及其制备方法和应用。

2、技术方案：本发明锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，其特征在于：该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐的分子式为sn(scnh2n+1)4，其中，n为碳原子数目，n＝12-18。

3、本发明通过将四价锡盐和烷基硫醇相结合形成锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，该锡(ⅳ)烷基硫醇盐提高了单纯烷基硫醇的熔点范围，具有类似于脂肪酸和脂肪醇类相变材料的相变温度和相变潜热，能够称为一类新型的、应用潜力大的相变材料。

4、进一步说，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐的固液相变温度介于37-64℃，相变潜热介于152-192j/g。

5、进一步说，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐化学式中的n＝12时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十二烷基硫醇盐。

6、进一步说，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐化学式中的n＝14时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十四烷基硫醇盐。

7、进一步说，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐化学式中的n＝16时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十六烷基硫醇盐。

8、进一步说，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐化学式中的n＝18时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十八烷基硫醇盐。

9、本发明制备权利要求1所述锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐的方法，包括如下步骤：将四价锡盐和过量烷基硫醇混合加入反应烧瓶中，在100-120℃条件下反应0.5-1h，待冷却至室温后经洗涤、离心干燥后，制得该锡(ⅳ)烷基硫醇盐固体多晶粉末。

10、进一步说，制备时所采用的四价锡盐可为sncl4或sncl4·5h2o。

11、本发明的锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐应用于相变材料。进一步说该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐可采用单一盐或复配盐应用于相变材料。

12、有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐通过将四价锡盐与烷基硫醇相结合形成锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，不仅含有硫醇基团，且具有适宜熔点和熔化潜热，提高了单纯烷基硫醇的熔点范围，当烷基链中碳原子数目介于12～18时，锡(ⅳ)烷基硫醇盐熔化温度是37～64℃，而烷基硫醇的熔化温度是–7～33℃。

13、其次，本发明制备时仅需要将两种原料混合，在规定的反应温度、时间下进行便可制备出具有高纯度、高产量的产物，并且后处理方法简单方便安全，不需要额外的步骤提纯，对操作者也无专业技能的要求，适宜于工业流水生产。

14、此外，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐应用于相变材料时，其相变温度调控技术简便且容易实现，既可以通过烷基硫醇的链长进行跳跃式调控，也可通过改变两种锡(ⅳ)烷基硫醇盐的化学比例进行连续调控。

技术特征：

1.一种锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，其特征在于：该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐的分子式为sn(scnh2n+1)4，其中，n为碳原子数目，n＝12-18。

2.根据权利要求1所述的锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，其特征在于：所述锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐的固液相变温度介于37-64℃，相变潜热介于152-192j/g。

3.根据权利要求1所述的锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，其特征在于：所述n＝12时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十二烷基硫醇盐。

4.根据权利要求1所述的锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，其特征在于：所述n＝14时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十四烷基硫醇盐。

5.根据权利要求1所述的锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，其特征在于：所述n＝16时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十六烷基硫醇盐。

6.根据权利要求1所述的锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐，其特征在于：所述n＝18时，该锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐为锡(ⅳ)十八烷基硫醇盐。

7.一种制备权利要求1所述锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐的方法，其特征在于包括如下步骤：将四价锡盐和过量烷基硫醇混合加入反应烧瓶中，在100-120℃条件下反应0.5-1h，待冷却至室温后经洗涤、离心、干燥后，制得该锡(ⅳ)烷基硫醇盐固体多晶粉末。

8.根据权利要求7所述制备锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐的方法，其特征在于：所述四价锡盐为sncl4或sncl4·5h2o。

9.权利要求1所述的锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐应用于相变材料。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述锡(ⅳ)长链烷基硫醇盐以单一盐或复配盐应用于相变材料。

技术总结
本发明公开了一种锡(Ⅳ)长链烷基硫醇盐及其制备方法和应用，该锡(Ⅳ)长链烷基硫醇盐的分子式为Sn(SC<subgt;n</subgt;H<subgt;2n+1</subgt;)<subgt;4</subgt;，其中，n为碳原子数目，n＝12‑18；制备时将四价锡盐和过量烷基硫醇混合加入反应烧瓶中，在100‑120℃条件下反应0.5‑1h，待冷却至室温后经洗涤、离心、干燥后，制得该锡(Ⅳ)烷基硫醇盐固体多晶粉末；该锡(Ⅳ)长链烷基硫醇盐应用于相变材料。本发明的锡(Ⅳ)长链烷基硫醇盐通过将四价锡盐与烷基硫醇相反应形成锡(Ⅳ)长链烷基硫醇盐，不仅含有硫醇基团，且具有适宜熔点和熔化潜热，提高了单纯烷基硫醇的熔点范围，稳定性好、无毒无害，有望用于相变储能、温度传感等领域。

技术研发人员：王君礼,万益鑫,汪婷婷,顾科伟,于楠
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15