[发明专利]一种杂环偶氮苯聚合物储能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种杂环偶氮苯聚合物储能材料的制备方法及其在储能材料中的应用。该杂环偶氮苯聚合物采取开环易位聚合，分子量分布窄，制备反应条件温和。由该杂环偶氮苯聚合物制成的储能材料采取杂环偶氮，分子本身可成氢键，相比于传统偶氮基聚合物能量密度更高。

技术领域

本发明涉及储能材料技术领域，特别是涉及一种杂环偶氮苯聚合物储能材料及其制备方法。

背景技术

能源问题成为当今世界研究的热点问题，传统化石资源日趋匮乏，并且产生较大的污染，如酸雨、雾霾、温室效应等问题，严重威胁人类的生存。因此，需要开发新能源来解决资源不足，环境污染的问题。太阳能取之不尽，用之不竭，成为当今世界各国竞相开发的热点领域。在欧洲，太阳能光伏发电可以满足约10％的电力需求，并预计在2020年可以满足20％的用电需求。我国蕴含丰富的太阳能资源，太阳能理论储备可达每年17000亿吨标准煤，太阳能市场潜力巨大。

研究表明，偶氮苯分子具有独特光异构化特性，受到紫外光刺激之后，会吸收能量从稳态转变为亚稳态，将太阳能以化学能的形式储存在分子中，当再次受到可见光或者热的刺激，会释放热量回到稳态，从而实现循环充放热。在这个过程中不产生污染物，具有广阔的应用前景。

偶氮苯光热领域的研究主要采用碳材料模板和聚合物模板，碳材料模板虽然可以得到相对高的能量密度，但是难以成膜，限制了其器件应用，而聚合物模板在实际器件应用上更具潜力。

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，而提供一种杂环偶氮苯聚合物的制备方法及其在储能材料中的应用。该杂环偶氮苯聚合物采取开环易位聚合，分子量分布窄，制备反应条件温和。由该杂环偶氮苯聚合物制成的储能材料采取杂环偶氮，分子本身可成氢键，相比于传统偶氮基聚合物能量密度更高。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种杂环偶氮苯聚合物储能材料，具有下述化学式所示的结构：

数均分子量为70000-80000，分散系数为1-1.3。

在上述杂环偶氮苯聚合物储能材料中，数均分子量为70000-75000。

一种杂环偶氮苯聚合物储能材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：重氮化，将2-氨基咪唑的吡啶溶液加入至NaNO₂水溶液中得混合溶液，冰浴下滴加盐酸溶液至所述混合溶液，进行重氮化反应得重氮盐溶液；

步骤2：耦合，惰性气体保护下，将所述重氮盐溶液滴加至3,5-二甲氧基苯胺的盐酸溶液中，0-5℃反应4-10h后加入乙醇和水，70-90℃反应2-5h，过滤，纯化得固体Azo；

步骤3：单体的制备，将顺-5-降冰片烯-外-2,3-二羧酸酐和固体Azo溶解在甲苯中，滴加三乙胺，氮气保护下90-110℃反应6-12h，纯化处理得单体；

步骤4：聚合，单体和催化剂在有机溶剂中，氮气保护下30-50℃反应4-8h，滴加乙烯基乙醚终止反应，将反应液滴加至正己烷中过滤干燥得杂环偶氮苯聚合物。

在上述制备方法中，步骤1中，2-氨基咪唑、NaNO₂和盐酸的摩尔比为1：(1.05-1.1)：(3-5)。

在上述制备方法中，步骤2中，重氮盐和3,5-二甲氧基苯胺的摩尔比为1：(1-1.5)。

在上述制备方法中，步骤2中，乙醇和水的体积比为4：1。

在上述制备方法中，步骤2中，纯化方法为柱层析，淋洗剂为二氯甲烷/甲醇体积比为9:1的溶剂。