若干有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化雙金屬氰根化合物的合成、表征及介電性質(zhì)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-06 00:33
介電轉(zhuǎn)變材料是一類能發(fā)生高、低介電態(tài)轉(zhuǎn)變的分子響應(yīng)材料,在開關(guān)、傳感等方面具有潛在應(yīng)用。本文基于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化雙金屬氰根化合物體系,對(duì)其介電轉(zhuǎn)變行為進(jìn)行研究。論文內(nèi)容包含四個(gè)部分:第一部分:以不同的質(zhì)子化有機(jī)胺為客體,與K3[Co(CN)6]反應(yīng),得到一系列金屬氰根化合物。研究發(fā)現(xiàn),客體陽(yáng)離子對(duì)雙金屬氰根化合物主體結(jié)構(gòu)具有調(diào)控作用。同時(shí),篩選出若干介電轉(zhuǎn)變化合物。第二部分:以質(zhì)子化甲胺(MA)為有機(jī)陽(yáng)離子,分別與B’3[Co(CN)6](B’=N =K,Rb)反應(yīng),得到 3 個(gè)雙金屬氰根化合物,即(MA)2[NaCo(CN)6](1)、(MA)2[KCo(CN)6](2)和(MA)2[RbCo(CN)6](3)。在溫度激勵(lì)下,化合物1-3都表現(xiàn)介電轉(zhuǎn)變行為。值得注意的是,化合物的相變溫度(Ttr)的平方根與堿金屬離子半徑成線性關(guān)系。第三部分:基于化合物2和3,合成了 B’位堿金屬摻雜的化合物,即(MA)2[K0.77Rb0.23Co(CN)6](4)、(MA)2[K0.69Rb0.31Co(CN)6](5)、(MA)2[K0.66Rb0.34Co(CN)6](6)、(MA)2[K0.5...
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2熱致介電轉(zhuǎn)變示意圖
1.2介電轉(zhuǎn)變化合物??介電轉(zhuǎn)變化合物是一類特殊的電介質(zhì)[33 ̄^。它可以看作是自旋轉(zhuǎn)變化合物的電學(xué)對(duì)應(yīng)物,??二者都表現(xiàn)出開關(guān)行為即在Ttr附近,介電常數(shù)與磁化率突變[71_73](圖1.3)。??electrical?dipole?spin?dipole??1.....i?,_state?1?,?7一姿?liTTi??乙廠?J??motional?w?ssma?impairing??-———: ̄ ̄^r?m??frozen?干?pairing???十卞?^?_y?■nrqTTj?i?_?_???卞.卞?lowstate?1?i—i—????-一十?I???.?—.1—11?I???dielectric?transition?switching?spin?transition??圖1.3介電轉(zhuǎn)變與自旋轉(zhuǎn)變(以Fe2+為例)的類比圖。注意:“凍結(jié)”態(tài)固有偶極子的反平行排列不代表??反鐵電有序。??根據(jù)化合物組成分類,固態(tài)分子基介電轉(zhuǎn)變材料可分為有機(jī)鹽和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化化合物兩??大類。后者包括典型的基于鹵素[5145,74_851、甲酸根[33_37]以及其它陰離子配體[86,87]的有機(jī)-無(wú)機(jī)??雜化化合物等。??鹵化鉛體系化合物的一個(gè)例子,如圖1.4所示。甲胺-鹵化鉛化合物由相應(yīng)的金屬鹵鹽和甲??胺鹽酸鹽通過(guò)溶劑揮發(fā)的方法而獲得,具有三維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。以甲胺碘化鉛(MA)[Pbl3]為例??[88-9Q】,當(dāng)r>330?K時(shí),結(jié)晶于立方晶系空間群;處于160<r<330?K之間,結(jié)晶于四??方晶系/4/wcw空間群;T<160K時(shí)
身零??圖1.4化合物(CH3NH3)PbX3(X?=?Cl、Br、I)在低溫相時(shí)的結(jié)構(gòu)[氣??金屬-甲酸鹽框架化合物由相應(yīng)的金屬氯鹽和水在有機(jī)胺中通過(guò)溶劑熱條件來(lái)合成。以??(C2H5NH2)[Mg(HCOO)3]銷鈦礦化合物為例,如圖1.5所示,展現(xiàn)了相變前后乙胺陽(yáng)離子位置的??變化。在高溫相時(shí),乙胺陽(yáng)離子在兩個(gè)位置上無(wú)序。伴隨著溫度的降低,乙胺陽(yáng)離子的熱運(yùn)動(dòng)??逐漸被凍結(jié),最終形成具有有序相。由此引起介電轉(zhuǎn)變行為的發(fā)生。??i#?ElSk??Ttr?=?420?K??齷A??UP?i??Ttr?=?345?K??PS??LTP?c??圖丨.5化合物(C2H5NH2)[Mg(HCOO)3]:高溫相(430?K)、中間相(378?K)和低溫相(292?K)的空間排列【氣??5??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Can molecular ferroelectrics challenge pure inorganic ones?[J]. Zhe-Ming Wang,Song Gao. National Science Review. 2014(01)
[2]光和溫度刺激響應(yīng)型材料[J]. 張海璇,孟旬,李平. 化學(xué)進(jìn)展. 2008(05)
本文編號(hào):2900374
【文章來(lái)源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.2熱致介電轉(zhuǎn)變示意圖
1.2介電轉(zhuǎn)變化合物??介電轉(zhuǎn)變化合物是一類特殊的電介質(zhì)[33 ̄^。它可以看作是自旋轉(zhuǎn)變化合物的電學(xué)對(duì)應(yīng)物,??二者都表現(xiàn)出開關(guān)行為即在Ttr附近,介電常數(shù)與磁化率突變[71_73](圖1.3)。??electrical?dipole?spin?dipole??1.....i?,_state?1?,?7一姿?liTTi??乙廠?J??motional?w?ssma?impairing??-———: ̄ ̄^r?m??frozen?干?pairing???十卞?^?_y?■nrqTTj?i?_?_???卞.卞?lowstate?1?i—i—????-一十?I???.?—.1—11?I???dielectric?transition?switching?spin?transition??圖1.3介電轉(zhuǎn)變與自旋轉(zhuǎn)變(以Fe2+為例)的類比圖。注意:“凍結(jié)”態(tài)固有偶極子的反平行排列不代表??反鐵電有序。??根據(jù)化合物組成分類,固態(tài)分子基介電轉(zhuǎn)變材料可分為有機(jī)鹽和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化化合物兩??大類。后者包括典型的基于鹵素[5145,74_851、甲酸根[33_37]以及其它陰離子配體[86,87]的有機(jī)-無(wú)機(jī)??雜化化合物等。??鹵化鉛體系化合物的一個(gè)例子,如圖1.4所示。甲胺-鹵化鉛化合物由相應(yīng)的金屬鹵鹽和甲??胺鹽酸鹽通過(guò)溶劑揮發(fā)的方法而獲得,具有三維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。以甲胺碘化鉛(MA)[Pbl3]為例??[88-9Q】,當(dāng)r>330?K時(shí),結(jié)晶于立方晶系空間群;處于160<r<330?K之間,結(jié)晶于四??方晶系/4/wcw空間群;T<160K時(shí)
身零??圖1.4化合物(CH3NH3)PbX3(X?=?Cl、Br、I)在低溫相時(shí)的結(jié)構(gòu)[氣??金屬-甲酸鹽框架化合物由相應(yīng)的金屬氯鹽和水在有機(jī)胺中通過(guò)溶劑熱條件來(lái)合成。以??(C2H5NH2)[Mg(HCOO)3]銷鈦礦化合物為例,如圖1.5所示,展現(xiàn)了相變前后乙胺陽(yáng)離子位置的??變化。在高溫相時(shí),乙胺陽(yáng)離子在兩個(gè)位置上無(wú)序。伴隨著溫度的降低,乙胺陽(yáng)離子的熱運(yùn)動(dòng)??逐漸被凍結(jié),最終形成具有有序相。由此引起介電轉(zhuǎn)變行為的發(fā)生。??i#?ElSk??Ttr?=?420?K??齷A??UP?i??Ttr?=?345?K??PS??LTP?c??圖丨.5化合物(C2H5NH2)[Mg(HCOO)3]:高溫相(430?K)、中間相(378?K)和低溫相(292?K)的空間排列【氣??5??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Can molecular ferroelectrics challenge pure inorganic ones?[J]. Zhe-Ming Wang,Song Gao. National Science Review. 2014(01)
[2]光和溫度刺激響應(yīng)型材料[J]. 張海璇,孟旬,李平. 化學(xué)進(jìn)展. 2008(05)
本文編號(hào):2900374
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