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存、數(shù)據(jù)通信、信號處理等領(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、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)控介電材料的新標準。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、衍射測試來深入探究相變材料的內(nèi)部機理和物理性質(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、容易無序的三氯乙酸進行分子設(shè)計，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)。分別測量了其高、低溫結(jié)構(gòu)，并對結(jié)構(gòu)進行了對比分析發(fā)現(xiàn)，在相變過程中，由于分子熱運動的影響，Cl原子容易在原平衡位置之間發(fā)生有序無序擺動，進而導致化合物的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變引起相變。在分析相變機理上除

3、了通過傳統(tǒng)的測試手段分析，在遇到高溫結(jié)構(gòu)無法解決的問題時，采用了分析高溫段的結(jié)構(gòu)變化趨勢來推測結(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)硝基的簡單有機酸——苦味酸，它容易引起相變且容易構(gòu)筑非中心對稱結(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

4、度接近 KDP的二階非線性光學倍頻信號。對不同溫度下的結(jié)構(gòu)進行分析發(fā)現(xiàn)，陽離子和陰離子的從有序逐步到無序的過程引起了分子從手性到對稱，從而促使化合物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最終導致分段的相變發(fā)生。
　　3.通過引入簡單的結(jié)構(gòu)靈活的六元碳環(huán)簡單胺為陽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行設(shè)計組裝，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附近具有可逆一級相變。在分析其相變機理時候發(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)類似的環(huán)狀胺結(jié)構(gòu)用于構(gòu)筑相變化合物。與此同時，相變機理中還可能有豐富的氫鍵作用，對于質(zhì)子運動的研究探索提供了新的材料。
　　4.通過將一種基于二異丙胺結(jié)構(gòu)的陽離子二異丙基乙胺和一種結(jié)構(gòu)易變、容易無序且容易構(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、電學測試中出現(xiàn)了兩個異樣點239 K、30