本发明涉及能源化工领域，尤其涉及一种蒽基化合物及其制备方法和作为太阳能热燃料的应用。
背景技术：
1、蒽作为含三个环的稠环芳烃，在化工生产方面用途广泛。工业上，一般先将蒽氧化，再经过硝化、磺化等过程为染料、医药和光电材料等领域提供中间体。蒽在煤焦油中含量较高，专利cn115141077b提供了一种操作简单、条件温且成本低廉的从煤焦油中分离蒽的方法。此外，蒽具有可控发光、能量和电荷易于转移以及独特的光、热可逆二聚化等优势。然而，目前蒽基化合物制备方法相对复杂，且鲜有基于光二聚/解聚反应开发蒽基太阳能热燃料的报道。太阳能热燃料是一类基于分子空间构型可逆转变以实现光能存储与热能释放的分子光开关，其利用过程循环稳定且无任何气体和污染物排放。蒽基化合物因具有扩展的芳香族π体系而表现出相对较低的电子能隙，容易生成二聚体，并且二聚体能够在光照条件下快速解聚。因此，新型蒽基化合物的制备及其作为太阳能热燃料的探究对于拓宽稠环芳烃蒽的应用途径具有重要的应用价值。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种蒽基化合物及其制备方法和作为太阳能热燃料的应用。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种蒽基化合物，具有式1所示结构：
4、
5、式1中，n＝10～16。
6、优选的，所述n＝10、13或16。
7、本发明提供了上述技术方案所述蒽基化合物的制备方法，包括以下步骤：
8、将蒽、n-甲基甲酰苯胺、三氯氧磷和第一溶剂混合，进行甲酰化-缩合反应，得到9-蒽甲醛；
9、将所述9-蒽甲醛、硼氢化钠和第二溶剂混合，进行还原反应，得到9-蒽甲醇；
10、将所述9-蒽甲醇、丁二酸酐、4-二甲氨基吡啶和第三溶剂混合，进行取代反应，得到4-(蒽-9-基甲氧基)-4-氧代丁酸；
11、将所述4-(蒽-9-基甲氧基)-4-氧代丁酸、1-乙基(3-二甲氨基丙基)-3-碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶、长链脂肪醇和第四溶剂混合，进行酯化反应，得到蒽基化合物；
12、所述长链脂肪醇的碳原子数为12～18。
13、优选的，所述蒽由煤焦油制得。
14、优选的，所述蒽、n-甲基甲酰苯胺和三氯氧磷的摩尔比为1:2:2～1:4:4；所述n-甲基甲酰苯胺与第一溶剂的体积比为10:1～5:1；
15、所述甲酰化-缩合反应的温度为90～100℃，时间为2～8h。
16、优选的，所述9-蒽甲醛与硼氢化钠的摩尔比为1:2～1:3；所述还原反应的温度为25℃，时间为4～8h。
17、优选的，所述第三溶剂包括二氯甲烷和吡啶；所述二氯甲烷和吡啶的体积比为1:1～3:1。
18、优选的，所述9-蒽甲醇、4-二甲氨基吡啶和丁二酸酐的摩尔比为1:1:4～1:2:6；
19、所述取代反应的温度为25℃，时间为24～48h。
20、优选的，所述4-(蒽-9-基甲氧基)-4-氧代丁酸、1-乙基(3-二甲氨基丙基)-3-碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶和长链脂肪醇的摩尔比为1:4:2:1～1:6:5:3；
21、所述酯化反应的温度为25℃，时间为24～48h。
22、本发明提供了上述技术方案所述蒽基化合物或上述技术方案所述制备方法制备得到的蒽基化合物作为太阳能热燃料的应用。
23、本发明提供了一种蒽基化合物，所述蒽基化合物能够在特定波长的紫外光照射下发生光二聚反应以存储光热能，并在另一波长紫外光照射下发生光解聚反应以释放热量，即该蒽基化合物可有效发生可逆的光二聚/解聚反应以存储或释放光热能，而且还具有光控可逆固-液相变的独特优势。此外，该蒽基化合物具有高存储能量密度(65kj/mol)和长存储半衰期(3天)，可实现存储光子能和相变能的同时利用，有效提升太阳能热燃料的存储性能，而且利用过程循环稳定且无任何温室气体释放。
24、本发明利用蒽的可逆光二聚/解聚反应，通过甲酰化-缩合反应、取代反应和酯化反应制备蒽基化合物，所制备的蒽基化合物能够在365nm的光照射下发生光二聚并伴随固-液相变以同时存储光子能和相变能，并在254nm的光照射下发生解聚并伴随液-固相变，同时以热能的方式释放储能的光能和相变能。
25、本发明所采用的制备原料蒽来自市售或煤焦油分离产品，该蒽基化合物作为太阳能热燃料的应用不仅可拓宽其多元化利用道路，还可进一步丰富太阳能热燃料分子体系。
26、本发明蒽基化合物的合成工艺简单、产率高、易于量产、循环稳定且利用过程环境友好，能提升煤焦油清洁利用水平。
1.一种蒽基化合物，其特征在于，具有式1所示结构：
2.根据权利要求1所述的蒽基化合物，其特征在于，所述n＝10、13或16。
3.权利要求1或2所述蒽基化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述蒽由煤焦油分离获得。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述蒽、n-甲基甲酰苯胺和三氯氧磷的摩尔比为1:2:2～1:4:4；所述n-甲基甲酰苯胺与第一溶剂的体积比为10:1～5:1；
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述9-蒽甲醛与硼氢化钠的摩尔比为1:2～1:3；所述还原反应的温度为25℃，时间为4～8h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第三溶剂包括二氯甲烷和吡啶；所述二氯甲烷和吡啶的体积比为1:1～3:1。
8.根据权利要求3或7所述的制备方法，其特征在于，所述9-蒽甲醇、4-二甲氨基吡啶和丁二酸酐的摩尔比为1:1:4～1:2:6；
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述4-(蒽-9-基甲氧基)-4-氧代丁酸、1-乙基(3-二甲氨基丙基)-3-碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶和长链脂肪醇的摩尔比为1:4:2:1～1:6:5:3；
10.权利要求1～2任一项所述蒽基化合物或权利要求3～9任一项所述制备方法制备得到的蒽基化合物作为太阳能热燃料的应用。
