[发明专利]一种线性双枝偶氮苯聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种线性双枝偶氮苯聚合物及其制备方法和应用，双枝偶氮苯以化学键方式接枝在聚甲基丙烯酸的侧链得到本发明的线性双枝偶氮苯聚合物，所述线性双枝偶氮苯聚合物的数均分子量为18000‑220000，能量密度为130‑150Wh/Kg，半衰期为850‑950h，所述线性双枝偶氮苯聚合物的制备方法，包括以下步骤：1)氨基保护，2)氨基保护双枝偶氮苯制备，3)双枝偶氮苯聚合物的制备，本发明的线性双枝偶氮苯聚合物分子量，柔性高，成膜性能好，便于推广应用。

技术领域

本发明涉及复合功能材料技术领域，特别是涉及一种线性双枝偶氮苯聚合物及其制备方法和应用其在太阳能存储领域具有广泛的应用前景。

背景技术

由于能源消耗的不断加速，对可供选择的能源类型的需求也变得愈加迫切。太阳能展现出了充满潜力的一面，因为地球表面每年消耗的太阳能仅占照射到地球表面总量的0.1％。当吸收的太阳能能够使物质由稳定的异构态转变为亚稳定态时，太阳能热燃料电池就可以实现以化学方式储存能量。而且加热或者催化刺激可以使储存的太阳能以热的形式释放出来。但是前提是低能量态的异构化物质具备吸收外界能量的能力。燃料电池是由具有独立电网的便携式电池技术发展而来。目前，用于太阳能燃料电池的三大主要的光致异构化途径分别是：电环化反应、有机金属配合物的再取向以及双键的异构化。电环化异构化比如(降冰片二烯 -四环庚烷)可以储存大量的热焓(57kJ mol^-1)，然而由于合成困难或者高浓度时分子间化学反应的发生阻碍了它的应用，有机金属(富瓦烯)四羰基化合物-钌体系展示出了较高的重量能量密度(30.6W h kg^-1)，但是由于原料价格太贵而使得应用受到限制。相反的，具有可逆的顺式-反式光致异构化性质的偶氮衍生物由于良好的稳定性，易于合成和较高的吸收频率可协调性，显示出了用于太阳能储存的新希望。

用于能量储存的偶氮苯最重要的性质之一就是改进能量储存的容量，因此通过计算和实验来提高偶氮衍生物的能量储存密度是有效的方法。目前显示出良好效果的方法是以碳纳米管、石墨烯或者其他碳氢化合物作为基底，通过化学键接枝在上面，利用顺反式异构化时邻近分子间的相互作用来增加能量储存能力。虽然偶氮苯-碳纳米管/偶氮苯-石墨烯系列具有较高的储存能力，但是由于其溶解性较差很难成膜，因此限制了其在实际中的大量使用。偶氮苯聚合物是通过化学键把偶氮苯接于侧链，在满足相邻偶氮苯形成分子间相互作用的同时，并具有聚合物的柔性，有利于成膜，从而使得偶氮苯储能在实际应用中更加具有竞争力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种线性双枝偶氮苯聚合物及制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种线性双枝偶氮苯聚合物，双枝偶氮苯以化学键方式接枝在聚甲基丙烯酸的侧链。

优选的，所述线性双枝偶氮苯聚合物的结构如下：

本发明的另一方面，还包括所述线性双枝偶氮苯聚合物在储能材料上的应用，所述线性双枝偶氮苯聚合物的数均分子量为18000-220000，能量密度为130-150Wh/Kg，半衰期为 850-950h。

优选的，所述线性双枝偶氮苯聚合物的数均分子量为19000-210000，能量密度为135-145 Wh/Kg，半衰期为890-920h。

本发明的另一方面，还包括所述线性双枝偶氮苯聚合物的制备方法，包括以下步骤：