四溴合鋅酸正八烷銨及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了四溴合鋅酸正八烷銨(C8H17NH3)2[ZnBr4](s)及其制備方法，首先將溴化鋅溶于適量的含有過量溴化氫的無水乙醇中；然后逐滴滴加正八烷胺，立刻有白色沉淀產(chǎn)生；加熱回流，加熱過程中沉淀溶解；冷卻到室溫，抽濾并用乙醚洗滌；將得到的白色固體產(chǎn)品溶解在大量的無水乙醇中，室溫自然揮發(fā)溶劑，得到無色透明塊狀晶體；用無水乙醇重結(jié)晶，得四溴合鋅酸正八烷銨。本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，為開發(fā)相變儲(chǔ)能材料提供了新途徑。
【專利說明】四溴合鋅酸正八烷銨及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品合成領(lǐng)域，具體是涉及四溴合鋅酸正八烷銨(C8H17NH3) JZnBr4] (s)的制備方法與其晶體結(jié)構(gòu)以及對(duì)其固-固相變儲(chǔ)能性能方面的研究。
【背景技術(shù)】
[0002]相變儲(chǔ)能材料是一種綠色可再生的能源材料，是能夠解決節(jié)能和能量?jī)?chǔ)藏與利用問題的一種特殊材料。根據(jù)相變材料的潛熱，控制能量吸收及釋放，可提高能源的利用率。目前，相變儲(chǔ)能材料已得到較廣泛的研究，并已在太陽能利用、相變儲(chǔ)能型空調(diào)、保溫服裝、儲(chǔ)能炊具等領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用。近年來由于長(zhǎng)鏈正烷胺與金屬氯化物反應(yīng)能生成一種具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的配合物，這類配合物在一定溫區(qū)內(nèi)顯示了很大的固-固相轉(zhuǎn)變熱，可以作為一種潛在的儲(chǔ)能材料而受到廣泛的關(guān)注。由于長(zhǎng)鏈正烷胺與金屬溴化物所形成的金屬酸烷銨類配合物其中沒有氯元素存在，相變焓也很大，因此這類物質(zhì)是也是一種潛在的新型無毒和環(huán)保型的相變儲(chǔ)能材料。許多傳統(tǒng)的表征手段如紅外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜等在這類化合物的成功運(yùn)用，為其研究提供了重要的保障，而X-射線衍射技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用更為其提供了直觀而準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)信息。物質(zhì)的熱容是其最基本的熱力學(xué)性質(zhì)之一，而物質(zhì)相變過程的熱力學(xué)性質(zhì)是物質(zhì)做為相變材料的重要依據(jù)。絕熱熱量計(jì)是獲得物質(zhì)熱容和計(jì)算各種熱力學(xué)函數(shù)最可靠的的研究手段。利用精密自動(dòng)絕熱熱量計(jì)測(cè)定配合物的熱容并得到其舒平熱容值和相對(duì)于298.15 K時(shí)的焓、熵和吉布斯自由能等基礎(chǔ)熱力學(xué)數(shù)據(jù)。對(duì)于熱容曲線上出現(xiàn)的相變峰，結(jié)合TG/DSC技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析和研究，可推測(cè)出其固-固相變機(jī)理。
[0003]申請(qǐng)公布號(hào)103288648A (申請(qǐng)?zhí)?013101324056)的中國專利文獻(xiàn)公開了一種正八烷胺草酸鹽及其制備方法，首先將草酸溶于無水乙醇中；然后滴加正八烷胺，立刻有白色沉淀產(chǎn)生；加熱回流，加熱沉淀溶解；冷卻到室溫，抽濾并用無水乙醇洗滌；將得到的白色固體產(chǎn)品溶解在大量的無水乙醇中，室溫自然揮發(fā)溶劑，得到無色透明塊狀晶體；用無水乙醇重結(jié)晶，得正八烷胺草酸鹽晶體。申請(qǐng)公布號(hào)103288647A (申請(qǐng)?zhí)?013101324018)的中國專利文獻(xiàn)公開了一種正九烷胺草酸鹽及其制備方法，首先草酸溶于無水乙醇中；然后滴加正九烷胺，立刻有白色沉淀產(chǎn)生；加熱回流，加熱沉淀溶解；冷卻到室溫，抽濾并用無水乙醇洗滌；將得到的白色固體產(chǎn)品溶解在大量的無水乙醇中，室溫自然揮發(fā)溶劑，得到無色透明塊狀晶體；用無水乙醇重結(jié)晶，得正九烷胺草酸鹽晶體。在 申請(qǐng)人:的另一申請(qǐng)中，提供了一種正十烷胺草酸鹽及其制備方法，首先將草酸溶于適量的無水乙醇中；然后逐滴滴加正十烷胺，立刻有白色沉淀產(chǎn)生；加熱回流，加熱過程中沉淀溶解；冷卻到室溫，抽濾并用無水乙醇洗滌；將得到的白色固體產(chǎn)品溶解在大量的無水乙醇中，室溫自然揮發(fā)溶劑，得到無色透明塊狀晶體；用無水乙醇重結(jié)晶，得正十烷胺草酸鹽。上述技術(shù)提供的制備方法簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，為開發(fā)相變儲(chǔ)能材料提供了新途徑。在相變儲(chǔ)能材料領(lǐng)域，尚需開發(fā)更多新
產(chǎn)品ο

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBr4] (s)及其制備方法。四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBr4]結(jié)構(gòu)式如下：
(QVCH 2~CH 2~CH 2~CH 2~ce 2~CH 2-NH3): [ ZnBr4 廣
本發(fā)明還提供了四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBrJ (s)的制備方法，首先將溴化 鋅溶于適量的含有過量溴化氫的無水乙醇中；然后逐滴滴加正八烷胺，立刻有白色沉淀產(chǎn) 生；加熱回流，加熱過程中沉淀溶解；冷卻到室溫，抽濾并用乙醚洗滌；將得到的白色固體 產(chǎn)品溶解在大量的無水乙醇中，室溫自然揮發(fā)溶劑，得到無色透明塊狀晶體；用無水乙醇重 結(jié)晶，得四溴合鋅酸正八烷銨。
[0005]前面所述的制備方法，優(yōu)選的方案在于，正八烷胺與溴化鋅摩爾比=2 : 1。
[0006]前面所述的制備方法，優(yōu)選的方案在于，加熱回流4-10 h(優(yōu)選的，加熱回流6 h)。
[0007]前面所述的制備方法，優(yōu)選的方案在于，抽濾并用無水甲醇洗滌三次。
[0008]本發(fā)明還提供了四溴合鋅酸正八烷銨作為相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，為開發(fā)相變儲(chǔ)能材料提供了新途徑。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBr4] (s)的分子結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2是四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBr4] (s)的晶胞堆積圖。
[0012]圖3是四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBr4] (s)的實(shí)驗(yàn)熱容曲線。
[0013]圖4是四溴合鋅酸正八烷銨(C8H17NH3)2[ZnBr4] (s)的TG/DSC曲線?！揪唧w實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但保護(hù)范圍不被此限制。
[0015]實(shí)施例：四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBr4] (s)的制備方法與其晶體結(jié)構(gòu)、低 溫?zé)崛莺虳SC的研究結(jié)果。
[0016]四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBr4] (s)結(jié)構(gòu)示意圖：
(dl3-CR2-CR2CU2-NTI3 )l [ZnCl4]2
四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3)2[ZnBrJ (s)的制備方法，步驟為:/?-辛烷胺(J&K Scientific Ltd. China),氫溴酸（40%)，和溴化鋅作為反應(yīng)物，無水乙醇為溶劑，這些 都有分析級(jí)純度。反應(yīng)物以》-[(CnH2n+1NH2) (n = 8] : n (hydrobromic acid) : n (ZnBr2) = 2:2: 1的比例稱量。其中氫溴酸稍微過量，并且?guī)追N反應(yīng)物被溶解在無水甲醇中。利 用電加熱套將溶解得到的液體混合物進(jìn)加熱，在沸騰下回流和攪拌6小時(shí)。最終的溶液被 靜置，幾天以后，無色透明的晶體被獲得。所得晶體利用乙醚洗滌三次，再用無水甲醇重結(jié) 晶三次。最終，樣品被放置在真空干燥其中，在r = 300 K真空干燥6小時(shí)。最終的產(chǎn)品放 在干凈稱量瓶中，稱量瓶保存于干燥器中。
[0017]一、四溴合鋅酸正八烷銨（C8H17NH3) 2 [ZnBrJ (s)的單晶結(jié)構(gòu)分析
四溴合鋅酸正八烷銨的分子結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，有機(jī)碳鏈都呈現(xiàn)的是有序的反式構(gòu) 象。分子中不僅存在陰陽離子的靜電作用，還存在N— H-Br氫鍵作用。在圖2中在從a方向上看去，可以發(fā)現(xiàn)陰離子四溴合鋅無機(jī)層被陽離子有機(jī)鏈層通過氫鍵作用包夾著，這種結(jié)構(gòu)就像一個(gè)“三明治”一樣。四溴合鋅酸正八烷銨在晶胞堆積中也能形成類似與磷脂雙分子層的結(jié)構(gòu)，有機(jī)鏈之間存在范德華作用力。氫鍵作用使四溴合鋅酸正八烷銨(S)在辦平面形成了一個(gè)二維網(wǎng)狀超分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。四溴合鋅酸正八烷銨的精修結(jié)果，主要鍵長(zhǎng)鍵角，氫鍵的鍵長(zhǎng)和鍵角分別列在表3中。
[0018]表1四溴合鋅酸正八烷銨(C8H17NH3)JZnBr4] (S)的晶體學(xué)數(shù)據(jù)和精修結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.四溴合鋅酸正八烷銨(C8H17NH3)JZnBr4](S)，其特征在于，結(jié)構(gòu)式如下:
2.如權(quán)利要求1所述的四溴合鋅酸正八烷銨(C8H17NH3)JZnBr4](s)的制備方法，其特征在于，首先將溴化鋅溶于適量的含有過量溴化氫的無水乙醇中；然后逐滴滴加正八烷胺，立刻有白色沉淀產(chǎn)生；加熱回流，加熱過程中沉淀溶解；冷卻到室溫，抽濾并用乙醚洗滌；將得到的白色固體產(chǎn)品溶解在大量的無水乙醇中，室溫自然揮發(fā)溶劑，得到無色透明塊狀晶體；用無水乙醇重結(jié)晶，得四溴合鋅酸正八烷銨。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，正八烷胺與溴化鋅摩爾比=2:1。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，加熱回流4-10h(優(yōu)選的，加熱回流6h)。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，抽濾并用無水甲醇洗滌三次。
6.如權(quán)利要求1所述的四溴合鋅酸正八烷銨(C8H17NH3)JZnBr4](s)作為相變儲(chǔ)能材料的應(yīng)用。`
【文檔編號(hào)】C07C211/07GK103553926SQ201310521808
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】邸友瑩 申請(qǐng)人:聊城大學(xué)