分子基相變化合物的探索、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、介電可調(diào)控材料，由于其能夠在介電常數(shù)的高態(tài)和低態(tài)可控轉(zhuǎn)變，因此可以成為信息儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)通信、信號(hào)處理等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用材料。這種材料能夠在外加環(huán)境的改變下轉(zhuǎn)變其自身性質(zhì)。外界條件可以是電場(chǎng)、光和溫度。其中，由外界溫度變化而引起的固-固可逆相變，成為了構(gòu)筑新型可調(diào)控介電材料的新標(biāo)準(zhǔn)。從而受到人們的廣泛的關(guān)注。為了探索新的相變晶體材料，我們合成了一系列相變化合物。此外，我們通過(guò)差式掃描熱量、比熱、變溫介電、變溫二階非線性、熱釋電、變溫X射線單晶

2、衍射測(cè)試來(lái)深入探究相變材料的內(nèi)部機(jī)理和物理性質(zhì)。
　　1.引入一種含有高度共軛苯環(huán)結(jié)構(gòu)的二芐胺作為定子和結(jié)構(gòu)易變、容易無(wú)序的三氯乙酸進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，成功構(gòu)筑了一例在329 K附近發(fā)生可逆相變的化合物[(C7H7)2NH2]Cl3CCOO(1)。分別測(cè)量了其高、低溫結(jié)構(gòu)，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在相變過(guò)程中，由于分子熱運(yùn)動(dòng)的影響，Cl原子容易在原平衡位置之間發(fā)生有序無(wú)序擺動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致化合物的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變引起相變。在分析相變機(jī)理上除

3、了通過(guò)傳統(tǒng)的測(cè)試手段分析，在遇到高溫結(jié)構(gòu)無(wú)法解決的問(wèn)題時(shí)，采用了分析高溫段的結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)來(lái)推測(cè)結(jié)果。另外采用了變溫粉末衍射的特征峰分析法證明結(jié)構(gòu)變化。
　　2.引入一種帶苯環(huán)硝基的簡(jiǎn)單有機(jī)酸——苦味酸，它容易引起相變且容易構(gòu)筑非中心對(duì)稱結(jié)，與一種結(jié)構(gòu)容易發(fā)生畸變的環(huán)狀胺 N-甲基環(huán)己胺設(shè)計(jì)和合成了在240 K、285K附近發(fā)生可逆結(jié)構(gòu)相變的化合物(C7H14NH2)[C6H2(NO2)3O](2)。該化合物的特性是在低溫下呈現(xiàn)出強(qiáng)

4、度接近 KDP的二階非線性光學(xué)倍頻信號(hào)。對(duì)不同溫度下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)離子和陰離子的從有序逐步到無(wú)序的過(guò)程引起了分子從手性到對(duì)稱，從而促使化合物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最終導(dǎo)致分段的相變發(fā)生。
　　3.通過(guò)引入簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)靈活的六元碳環(huán)簡(jiǎn)單胺為陽(yáng)離子配合一種能成為定子的含豐富氫鍵的優(yōu)良陰離子氟硅酸跟進(jìn)行設(shè)計(jì)組裝，成功構(gòu)筑了一種新型分子基相變功能材料。該相變功能晶體材料在216 K附近具有可逆一級(jí)相變。在分析其相變機(jī)理時(shí)候發(fā)現(xiàn)，環(huán)己胺能夠

5、發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)模式可以類(lèi)比于三乙烯二胺（DABCO），這種特別的相變形態(tài)可以模擬推廣到結(jié)構(gòu)類(lèi)似的環(huán)狀胺結(jié)構(gòu)用于構(gòu)筑相變化合物。與此同時(shí)，相變機(jī)理中還可能有豐富的氫鍵作用，對(duì)于質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的研究探索提供了新的材料。
　　4.通過(guò)將一種基于二異丙胺結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子二異丙基乙胺和一種結(jié)構(gòu)易變、容易無(wú)序且容易構(gòu)筑高溫相變化合物的陰離子高氯酸結(jié)合在一起，成功構(gòu)筑了一種新型分子基相變功能材料。此材料在熱力學(xué)、電學(xué)測(cè)試中出現(xiàn)了兩個(gè)異樣點(diǎn)239 K、30