应用于电池研究的2-戊醇

理化性质

2-戊醇，又名仲戊醇，是一种化学式为C₅H₁₂O，分子量为88.148的有机化合物，常温常压下表现为一种无色透明液体，呈葡萄酒和醚香。2-戊醇通常情况下可溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，主要用作食用香料、溶剂，也可用作有机合成中间体。实验证明的2-戊醇的部分物理性质包括：密度0.812g/cm³；熔点-50℃；沸点118-119℃；临界压力3.71MPa；饱和蒸气压：0.53kPa（20℃）。

2-戊醇是一种重要的溶剂，在药物、油漆、染料、香料、树脂和塑料等行业广泛应用。比如在有机合成中，该化合物可作为有机合成的起始物、试剂和溶剂，用于制备酯、醚、酮等化合物。在医药领域，2-戊醇可作为医药中间体合成一些药物。

有关研究

随着科学技术的发展，有关钙钛矿太阳能电池的研究越来越深入。通常情况下，钙钛矿太阳能电池的制备多采用甲苯、氯苯等有机反溶剂法，但上述有机溶剂对极性溶剂DMF、DMSO的清洗能力较差，残留于光敏层中的溶剂会在薄膜中形成大量孔洞，这些缺陷会导致载流子传输受阻，造成能量损失，严重影响电池效率。因此，在更为环保安全的极性醇类溶剂中开发合适的制备工艺便有了重要意义。

通过大量实验对比，研究人员[1]发现2-戊醇作为反溶剂制得的钙钛矿薄膜更为工整且没有任何孔洞。因为2-戊醇较甲苯、氯苯、乙醚等溶剂具有较强的极性，这一特性可以使其更加有效地去除薄膜中残留的前驱液溶剂和未完全结晶的残渣，但其极性又不过强，并不会破坏到薄膜表面，最终制得的薄膜表面完全镜面化。

在采用2-戊醇作为反溶剂的基础上继续进行多步精细退火，钙钛矿晶粒得到进一步生长，其尺寸在纵向上贯穿薄膜，实现纵向无晶界化，使得电荷在纵向传播时不会遇到任何障碍，最终制得效率高达17.1%的钙钛矿太阳能电池。且与传统反溶剂相比较，2-戊醇更为环保，安全系数高，更加适合大规模产业化。

制备方法

通常情况下，2-戊醇的制备可通过异丁酸酯与水反应，在碱性条件下加热生成。另外有关文献[2]还公开了一种由2-戊烯同时制备2-戊醇和3-戊醇混合物的方法，该方法包括以下步骤：1)2-戊烯与醋酸混合以液相通过催化剂床层进行加成反应，使2-戊烯和醋酸转化成醋酸戊酯，醋酸与2-戊烯的摩尔比为2～5:1，反应温度为80～100℃，反应压力为0.8～2.0MPa，催化剂为磺酸基阳离子交换树脂；2)将反应液精馏，先在常压下回收未反应的2-戊烯,醋酸，再在减压下得到质量分数在99.50%的醋酸戊酯；3)甲醇和醋酸戊酯经催化精馏反应制得2-戊醇和3-戊醇混合物；酯交换反应温度为62～80℃，甲醇与醋酸戊酯的摩尔比为2.0～5.0:1，催化剂为甲醇钠；液体物料经精馏后便可得到2-戊醇和3-戊醇产品。

参考文献

[1]李仕奇,张帆,郝玉英.1-极性反溶剂仲戊醇制备镜面钙钛矿太阳电池[C]//第五届新型太阳能电池学术研讨会.0.

[2]石康明.一种由2-戊烯制备2-戊醇和3-戊醇混合物的方法:CN201410764355.8[P].CN104478661A.