[发明专利]金属酞菁配合物催化剂的制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体地，涉及一种金属酞菁配合物催化剂的制备方法及其用途。 

背景技术

不可再生能源总有一天是会耗尽的，再加上近年来人们为了追求经济的迅猛发展而对能源的过度开采，这使开发新的有效的能源成为了全世界的热点问题，化学电源作为目前研究比较热门的一种新型能源，在能源开发方面有其独特的优势，而锂/亚硫酰氯电池因其是单体化学电源中比能量最高的一种，并且是一次性储备式电池，可以满足军事环境需求的特殊性，它被广泛应用在军事的许多方面，如引信、自毁装置、声纳干扰装置、水中兵器、航天器、通讯电台和导航设备中。其在电化学方面有不可替代的优良性质，但是又存在着电压滞后等缺点。在催化剂研究迅猛发展的今天，人们因此迫切希望能够通过加入高效催化剂的办法来解决这个问题。 

金属酞菁是一种环内空穴可以容纳与之直径相匹配的如铁、钴、镍等许多过渡金属的大环配合物，酞菁环本身是具有18π电子的大的二维共轭体系，作为一种大环配合物，其金属离子的反应也决定了其优良的配位催化能力，金属酞菁配合物的催化作用很大程度上归类于配位催化作用。用具有超强电子传输能力的碳纳米管对金属酞菁配合物进行改性，其在金属酞菁配合物催化作用的基础上，应该在一定程度上加强了电子的传输运动。 

金属酞菁配合物键合碳纳米管作为锂/亚硫酰氯电池催化剂的应用目前尚未有报道。 

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种金属酞菁配合物催化剂的制备方法及其用途。 

第一方面，本发明提供一种金属酞菁配合物催化剂的制备方法，所述方法包 括如下步骤： 

步骤1，在氮气保护下，温度为185℃，反应时间为4小时条件下，经研磨后的4-硝基邻苯二甲酰亚胺、过渡金属盐、尿素、钼酸铵、氯化铵，反应可得黑蓝色块状固体A；其反应式如下所述： 

其中，MCl₂为FeCl₂、CoCl₂、NiCl₂、CuCl₂、ZnCl₂、MnCl₂中的一种，urea为尿素， 

钼酸铵和氯化铵为上述反映的催化剂。 

步骤2，将黑蓝色块状固体A纯化处理后加入DMF中，经搅拌，再加入Na₂S·9H₂O，，过滤、干燥得反应生成产物B；其反应式如下所述： 

步骤3，将羧基多壁碳纳米管、无水DMF加到反应容器中，搅拌升温，滴入SOCl₂，待剩余SOCl₂完全蒸出后，加入反应物B，搅拌，滴入三乙胺，抽滤，干燥，即可得最终产物金属酞菁配合物催化剂。 

优选地，所述黑蓝色块状固体A的结构式如式(I)所示： 

优选地，所述反应生成产物B的结构式如式(II)所示： 

优选地，所述最终产物金属酞菁配合物催化剂的结构式如式(III)或(IV)所示： 

优选地，所述反应物还包括3，4，9，10-苝四酸二酐，所述方法包括如下步骤： 

步骤1，在氮气保护下，温度为185℃，反应时间为4小时条件下，经研磨后的4-硝基邻苯二甲酰亚胺、3，4，9，10-苝四酸二酐、过渡金属盐、尿素、钼酸铵、氯化铵，反应可得黑蓝色块状固体C； 

其中，M(Ac)₂为Fe(Ac)₂、Co(Ac)₂、Ni(Ac)₂、Cu(Ac)₂、Zn(Ac)₂、Mn(Ac)₂中的一种； 

步骤2，将黑蓝色块状固体A纯化处理后加入DMF中，经搅拌，再加入Na₂S·9H₂O，，过滤、干燥得反应生成产物D； 

步骤3，将羧基多壁碳纳米管、无水DMF加到反应容器中，搅拌升温，滴入SOCl₂，待剩余SOCl₂完全蒸出后，加入反应物D，搅拌，滴入三乙胺，抽滤，干燥，即可得最终产物金属酞菁配合物催化剂。