一種有機(jī)晶體材料及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)晶體材料及其制備方法和用 途。
【背景技術(shù)】
[0002] 材料是人們生活和生產(chǎn)必需的物質(zhì)基礎(chǔ)。生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展對(duì)材料提出越來(lái)越多 的苛刻要求，以滿足新技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)。比如開發(fā)太空技術(shù)，因運(yùn)載工具在飛離地面進(jìn)行宇 宙空間時(shí)要經(jīng)受苛刻條件的考驗(yàn)就需要有些材料能耐5000°C高溫和200個(gè)大氣壓的高壓。 又如電子工業(yè)的飛速發(fā)展，引起世界信息革命它與各種功能材料(如磁性材料，壓電材料， 鐵電材料和排線性介質(zhì)材料等等)的研制成功是分不開的。隨著電子組件向小型化，高可靠 性，高速化方向發(fā)展，也對(duì)封裝材料，襯底材料，接點(diǎn)材料，焊接材料等提出新的要求，而這 些材料的發(fā)展正是電子工業(yè)區(qū)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)。
[0003] 相變材料在相變點(diǎn)附近往往能產(chǎn)生比較好的物理性質(zhì)，例如鐵電相變材料在相變 點(diǎn)附近會(huì)發(fā)生較為明顯的鐵電相-順電相的轉(zhuǎn)變，會(huì)在介電性測(cè)試中出現(xiàn)介電異常峰，從而 具備非常好的電性能。而鐵電和介電性能在21世紀(jì)同樣受到了光電學(xué)、微電子學(xué)、物理學(xué)、 材料學(xué)、計(jì)算化學(xué)以及生物學(xué)等眾多領(lǐng)域?qū)W者的青睞。近來(lái)，針對(duì)離子型鐵電材料及介電異 常材料已成為本領(lǐng)域技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
[0004] 由此可見，能否發(fā)明出一種具有較好物理性質(zhì)的晶體材料及其制備方法，并且其 能夠在一定溫度下產(chǎn)生相變，并且該晶體作為電子元器件廢棄物容易處理，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生最 小的影響，同時(shí)具有較優(yōu)的電性能、儲(chǔ)能性能、介電性能等，且制備條件易實(shí)現(xiàn)，成為本領(lǐng)域 技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種有機(jī)晶體材料及其制備方法和用途，本 發(fā)明通過(guò)分子工程設(shè)計(jì)學(xué)，采用酒石酸陰離子和2,6_二氨基吡啶陽(yáng)離子結(jié)晶組裝，依靠酒 石酸的氧原子與2,6_二氨基吡啶的氮原子通過(guò)Ν-Η···0氫鍵作用，形成了三維的網(wǎng)狀構(gòu)造。 在外界電場(chǎng)的誘導(dǎo)極化作用下，晶體內(nèi)的Η質(zhì)子發(fā)生移動(dòng)，對(duì)介電異常起到積極的作用。 [0006 ]為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明包括以下技術(shù)方案：
[0007] -種有機(jī)晶體材料，所述有機(jī)晶體材料為酒石酸陰離子和2,6_二氨基吡啶陽(yáng)離子 合成的有機(jī)晶體材料，其化學(xué)式為C 14H22N6〇7，分子量為386.38，所述有機(jī)晶體材料具有非對(duì) 稱晶胞結(jié)構(gòu)，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體空間群為P 6 5，晶胞參數(shù)為： a? 7.842(3) A, b~ 7.842(3) A, c~ 49.01(4) A：. V? 2610(2)： A 3, Z = 6 , R 1 = 0.0495。
[0008] 進(jìn)一步的，所述有機(jī)晶體材料的單個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中包括一分子酒石酸陰離子、兩分 子2,6-二氨基R比啶陽(yáng)尚子和一分子水。
[0009] 進(jìn)一步的，所述有機(jī)晶體材料在溫度為420K時(shí)發(fā)生相變。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的有機(jī)晶體材料氫鍵鍵長(zhǎng)在2.627~3.067為范圍內(nèi)，鍵角在 109.017 ~171.739° 范圍內(nèi)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述的有機(jī)晶體材料熔點(diǎn)為453K~455K。
[0012] -種有機(jī)晶體材料的制備方法，所述有機(jī)晶體材料為上述有機(jī)晶體材料，所述制 備方法包括以下步驟:稱取酒石酸和2,6_二氨基吡啶分別溶解在溶劑中，溶解后將含有酒 石酸的混合溶液和含有2,6-二氨基吡啶的混合溶液分別置于Η型管的左右兩邊，于20~35 °C溫度環(huán)境下，放置10~20天，得到六方柱狀淺綠色晶體的有機(jī)晶體材料。
[0013] 進(jìn)一步的，稱取的所述酒石酸與2,6_二氨基吡啶的摩爾質(zhì)量比為1:3。
[00M] 進(jìn)一步的，稱取3 · 33mol的酒石酸和6 · 66mol的2，6_二氨基吡啶分別溶解在10ml溶 劑中，溶解后將含有酒石酸的混合溶液和含有2,6_二氨基吡啶的混合溶液分別置于Η型管 的左右兩邊，于25°C溫度環(huán)境下，放置14天，得到六方柱狀淺綠色晶體的有機(jī)晶體材料。
[0015] 進(jìn)一步的，所述的溶劑為丙酮和水的混合溶液，所述混合溶液中丙酮和水的體積 比為8:2。
[0016] -種有機(jī)晶體材料的用途，所述有機(jī)晶體材料為上述的有機(jī)晶體材料，所述有機(jī) 晶體材料用于制備儲(chǔ)能材料、高溫相變材料、有機(jī)相變材料、介電儲(chǔ)能材料和鐵電材料中的 任一種。
[0017] 采用上述技術(shù)方案，包括以下有益效果:本發(fā)明的有機(jī)晶體材料的合成方法操作 簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)條件溫和、產(chǎn)品純度高，后期廢棄物容易處理對(duì)環(huán)境較為友好，屬于環(huán)境友好型 有機(jī)晶體材料，能廣泛應(yīng)用于電學(xué)領(lǐng)域，其在制備儲(chǔ)能材料、高溫相變材料、有機(jī)相變材料、 介電儲(chǔ)能材料、鐵電材料等電子元器件方面的使用材料時(shí)，具有合成設(shè)備簡(jiǎn)單、材料制作時(shí) 間周期短、高溫下穩(wěn)定性較高、存在高溫相變及兩種狀態(tài)、介電性能優(yōu)越、可以在一定條件 下溶于多種有機(jī)溶劑便于環(huán)境處理的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明有機(jī)晶體材料分子結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明有機(jī)晶體材料內(nèi)分子結(jié)構(gòu)排布方式結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖3為本發(fā)明有機(jī)晶體材料a軸方向觀察的晶體結(jié)構(gòu)排列方式結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖4為本發(fā)明含有2,6_二氨基吡啶陽(yáng)離子(A)的有機(jī)晶體材料形成一維鏈狀結(jié)構(gòu) 圖；
[0022] 圖5為本發(fā)明含有2,6_二氨基吡啶陽(yáng)離子(B)的有機(jī)晶體材料形成一維鏈狀結(jié)構(gòu) 圖；
[0023] 圖6為本發(fā)明有機(jī)晶體材料的熱重分析圖；
[0024]圖7為本發(fā)明有機(jī)晶體材料的DSC測(cè)試曲線圖；
[0025] 圖8為本發(fā)明有機(jī)晶體材料沿著晶體c軸方向的介電常數(shù)隨溫度的變化的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0027] 實(shí)施例一:一種有機(jī)晶體材料，所述有機(jī)晶體材料為酒石酸陰離子和2,6-二氨基 P比啶陽(yáng)尚子合成的有機(jī)晶體材料，其化學(xué)式為C14H22N6O7,分子量為386.38,所述有機(jī)晶體材 料具有非對(duì)稱晶胞結(jié)構(gòu)，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體空間群為P65,晶胞參數(shù)為： 3= 7.842(3) A, b= 7.842(3) A, 49.01(4) A, 2610(2) A 3, Z = 6 , R1 = 0.0495。
[0028] -種有機(jī)晶體材料的制備方法，包括以下步驟:稱取酒石酸和2,6-二氨基吡啶分 別溶解在溶劑中，溶解后將含有酒石酸的混合溶液和含有2,6_二氨基吡啶的混合溶液分別 置于Η型管的左右兩邊，于20°C溫度環(huán)境下，放置20天，得到六方柱狀淺綠色晶體的有機(jī)晶 體材料。
[0029] 實(shí)施例二:一種有機(jī)晶體材料，所述有機(jī)晶體材料為酒石酸陰離子和2,6_二氨基 P比啶陽(yáng)尚子合成的有機(jī)晶體材料，其化學(xué)式為C14H22N6O7,分子量為386.38,所述有機(jī)晶體材 料具有非對(duì)稱晶胞結(jié)構(gòu)，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體空間群為P65,晶胞參數(shù)為： a- 7.842(3) A, b- 7.842(3) A, g- 49.0 i (4) A, V- 2610(2) A 3:, Z = 6 , R1 = 0.0495。所述有機(jī)晶體材料的單個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中包括一分子酒石酸陰離子、兩分子2，6-二氨 基吡啶陽(yáng)離子和一分子水。所述有機(jī)晶體材料在溫度為420K時(shí)發(fā)生相變。所述的有機(jī)晶體 材料氫鍵鍵長(zhǎng)在:L627~3.067 A范圍內(nèi)，鍵角在1〇9.017~171.739°范圍內(nèi)。所述的有機(jī) 晶體材料熔點(diǎn)為453K~455K。
[0030] 一種有機(jī)晶體材料的制備方法，包括以下步驟:稱取3.33mol的酒石酸和6.66mol 的2，6-二氨基吡啶分別溶解在溶劑中，溶解后將含有酒石酸的混合溶液和含有2，6-二氨基 吡啶的混合溶液分別置于Η型管的左右兩邊，于35°C溫度環(huán)境下，放置10天，得到六方柱狀 淺綠色晶體的有機(jī)晶體材料。
[0031 ]實(shí)施例三:一種有機(jī)晶體材料，所述有機(jī)晶體材料為酒石酸陰離子和2,6-二氨基 P比啶陽(yáng)尚子合成的有機(jī)晶體材料，其化學(xué)式為C14H22N6O7,分子量為386.38,所述有機(jī)晶體材 料具有非對(duì)稱晶胞結(jié)構(gòu)，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體空間群為P65,晶胞參數(shù)為： a- 7,842(3) A, b- 7.842(3) A? c= 49.01(4) A, ￥= 2610(2) A 3, Z = 6 , Rl = 0.0495。所述有機(jī)晶體材料的單個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中包括一分子酒石酸陰離子、兩分子2，6-二氨 基吡啶陽(yáng)離子和一分子水。所述有機(jī)晶體材料在溫度為420K時(shí)發(fā)生相變。所述的有機(jī)晶體 材料氫鍵鍵長(zhǎng)在2.627~3.067 A范圍內(nèi)，鍵角在109.017~171.739°范圍內(nèi)。所述的有機(jī) 晶體材料熔點(diǎn)為453K~455K。
[0032] -種有機(jī)晶體材料的制備方法，所述有機(jī)晶體材料為上述有機(jī)晶體材料，所述制 備方法包括以下步驟:稱取酒石酸和2,6_二氨基吡啶分別溶解在溶劑中，溶解后將含有酒 石酸的混合溶液和含有2,6-二氨基吡啶的混合溶液分別置于Η型管的左右兩邊，于20~35 °C溫度環(huán)境下，放置10~20天，得到六方柱狀淺綠色晶體的有機(jī)晶體材料。
[0033] 實(shí)施例四：一種有機(jī)晶體材料，所述有機(jī)晶體材料為酒石酸陰離子和2,6_二氨基 P比啶陽(yáng)尚子合成的有機(jī)晶體材料，其化學(xué)式為C14H22N6O7,分子量為386.38,所述有機(jī)晶體材 料具有非對(duì)稱晶胞結(jié)構(gòu)，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體空間群為P65,晶胞參數(shù)為： a- 7.842(3) A, b= 7.842(3) A, ：c- 49.01(4) A>: V- 2610(2) A 3, Z = 6 , R1 = 0.0495。所述有機(jī)晶體