[发明专利]三唑类衍生物、其制备方法及其纳米粒子和纳米粒子的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类1,2,4-三唑类衍生物为核，苯并噻吩或嘧啶并噻唑衍生物为手臂的树枝状分子的合成，及此衍生物的制备方法，以及该类化合物纳米粒子对磷酸亚铁锂正极材料中三价铁离子的检测。

背景技术

磷酸亚铁锂(LiFePO₄)电池材料自1997年首次被报道以来(A.K.Padhi,K.S.Nanjundaswamy,J.B.Goodenough,J.Electrochem.Soc.1997,144,1188)，已经引起了足够的重视。相对于传统的正极材料如LiCoO₂,LiNiO₂和LiMn₂O₄来说，LiFePO₄有许多优势，例如它的理论容量为170mAhg^-1，锂离子脱出和嵌入电压为3.5V，良好的循环稳定性和热稳定性(K.Tang,J.Sun,X.Yu,H.Li,X.Huang,Electrochimica Acta.2009,54,6565)。除此之外，制备LiFePO₄的原料价格低廉，无毒，环境友好，从而使LiFePO₄材料成为最具开发和应用潜力的新一代动力锂离子电池正极材料之一。

目前在使用二价铁、三价铁源制备LiFePO₄时，引入杂质的三价铁是难以避免的。三价铁的存在会使磷酸亚铁锂正极材料自放电变大，比电容下降，所以三价铁离子的含量是判断LiFePO₄正极材料品质好坏的一个重要指标。但目前对于LiFePO₄正极材料中三价铁离子的含量检测，没有特别有效的检测手段和方法，普遍灵敏度较低且检测方法复杂。

目前已经公开的关于检测LiFePO₄三价铁离子含量的文献有CN102323228、CN101470078,方法包含有滴定法和分光光度计法。滴定法并不能直接检测三价铁离子的含量，检测灵敏度不高，误差较大，而且在滴定过程中用到重铬酸钾会对环境造成污染。分光光度法操作起来复杂，并且检测灵敏度也不高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种三唑类衍生化合物及其合成方法，优选的，本发明还涉及用于三价铁离子检测的三唑类衍生物。在本发明中，如果无特殊说明，当化合物的化学名与结构式出现不一致的情况时，以结构式所代表的化合物为准，并且申请人保留根据结构式修改化合物化学名的权利。

本发明另一个目的是公开一种三唑类衍生物制备的纳米粒子对三价铁离子的检测作用。该检测具有直接，高灵敏度，快速准确，操作简便等优势，可以检测LiFePO₄正极材料中三价铁离子的含量。

本发明一种式1所示三唑类衍生物：

式1

其中Ar选自六元的芳环和/或六元的杂芳环，R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃独立的选自氢、直链烷基或者支链烷基、氨基、硝基；其中3个R₁₀可以相同也可以不相同，和R₁₀一样，3个R₁₁、R₁₂、R₁₃可以相同也可以不相同；A为-CR₀或者N，R₀选H，C1-C12的直链烷基或支链烷基，优选的，R₀选自氢、甲基、乙基、正丙基和异丙基；三个R₀可以相同也可以不同。

在本发明的一个优选实施方式中，R₁₀、R₁₁、R₁₂中的至少一个选自C₆-C₁₈的直链烷基；进一步优选的，每个噻吩上的R₁₀、R₁₁、R₁₂中的至少一个选自C₄-C₁₈的直链烷基；所述C₄-C₁₈的直链烷基优选为C₄-C₈的直链烷基。

在本发明的另一个优选实施方式中，其中的3个R₁₀都选自C₄-C₈的直链烷基，3个R₁₀可以相同也可以不同。