冠醚包合物及杂环离子盐晶体的结构和介电性质研究

发布时间：2017-09-16 06:10

  本文关键词：冠醚包合物及杂环离子盐晶体的结构和介电性质研究

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【摘要】：相变材料在信息存储、光学传感等方面都具有非常重要的用途,它一般会在相变点附近会出现明显的介电异样和热学性质的异样。特别是有机-无机杂化材料,它因为具有有机化合物和无机化合物的优点,兼备可控性和可加工性,在实际的应用上展现出了非常优良的性能,是目前相变材料领域的研究热点之一。为了寻找新的相变材料,我们设计并合成了一系列的有机-无机杂化化合物,培养单晶,并且从晶体结构和介电性质方面研究了其相变的特征。本文以冠醚以冠醚为原料合成了五种化合物：C12H24O6·C6H14N+·FSO3-(1)、 C12H24O6·C6H14N+·ClO4- (2)、 C12H24O6·C6H14N+·BF4- (3)、 CuH24O6·C6H14N+·PF6-(4) [(C8H14N2)·(C12H24O6)]2+·(C2H8N)+·3ClO4-(5);又以吡啶杂环为原料合成了C5H8N3+·C8H7O2-(6)、C5H8N3+·C2Cl3O2-(7)、C5H8N3+·C7H5O2-(8)、C5H8N3+·C3H3O2-(9)、C5H8N3+·SbCl4-(10)5种化合物。同时对这10种物质的红外、粉末衍射、单晶结构及介电性质进行了全面地研究。实验结果表明：化合物1在T1=157.9 K和T2=389.1K两个相变点处存在两次连续的结构相变,主要是由于氟硫酸中氟原子的无序所引起的；化合物6在低温区出现了台阶状的介电异样,通过对其低温结构的观测可知,该结构的相变是因为对甲基苯甲酸阴离子的有序-无序转变。而其它的几个化合物无论是在加热还是在降温的过程中都并没有出现介电异样,初步判定可能不存在结构相变。
【关键词】：晶体结构 相变 介电常数 介电异样
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 晶体9
• 1.1.1 晶体的含义9
• 1.1.2 晶体的基本性质9
• 1.2 晶体的电学性质9-11
• 1.2.1 晶体的介电性质9-11
• 1.2.2 Curie-Weiss定律11
• 1.3 相变11-15
• 1.3.1 相变的定义12
• 1.3.2 相变的分类12-13
• 1.3.3 铁电体和铁电相变13-14
• 1.3.4 几种铁电体的介绍14-15
• 1.3.5 相变材料的发展及应用15
• 1.4 本文的研究15-17
• 第二章 主要实验仪器及试剂17-18
• 2.1 主要实验仪器17
• 2.2 主要实验试剂17-18
• 第三章 冠醚包合物的介电性质研究18-45
• 3.1 C_(12)H_(24)O_6·C_6H_(14)N~+·FSO_3~-(1)18-27
• 3.1.1 化合物1的合成18
• 3.1.2 化合物1的表征18-19
• 3.1.3 化合物1的晶体结构19-24
• 3.1.4 化合物1的差示扫描热量分析(DSC),变温PXRD24-25
• 3.1.5 化合物1的介电性质25-27
• 3.2 C_(12)H_(24)O_6·C_6H_(14)N~+·ClO_4~-(2)27-31
• 3.2.1 化合物2的合成27
• 3.2.2 化合物2的表征27-28
• 3.2.3 化合物2的晶体结构28-30
• 3.2.4 化合物2的介电性质30-31
• 3.3 C_(12)H_(24)O_6·C_6H_(14)N~+·BF_4~-(3)31-35
• 3.3.1 化合物3的合成31
• 3.3.2 化合物3的表征31-32
• 3.3.3 化合物3的晶体结构32-34
• 3.3.4 化合物3的介电性质34-35
• 3.4 C_(12)H_(24)O_6·C_6H_(14)N~+·PF_6~-(4)35-39
• 3.4.1 化合物4的合成35
• 3.4.2 化合物4的表征35-36
• 3.4.3 化合物4的晶体结构36-38
• 3.4.4 化合物4的介电性质38-39
• 3.5 [(C_8H_(14)N_2)·(C_(12)H_(24)O_6)]~(2+)·(C_2H_8N)~+·3ClO_4~-(5)39-44
• 3.5.1 化合物5的合成39
• 3.5.2 化合物5的表征39-40
• 3.5.3 化合物5的晶体结构40-43
• 3.5.4 化合物5的介电性质43-44
• 3.6 结果讨论44-45
• 第四章 杂环离子盐晶体的结构和介电性质研究45-65
• 4.1 C_5H_8N_3~+·C_8H_7O~(2-) (6)45-49
• 4.1.1 化合物6的合成45
• 4.1.2 化合物6的表征45-46
• 4.1.3 化合物6的晶体结构46-48
• 4.1.4 化合物6的介电性质48-49
• 4.2 C_5H_8N_3~+·C_2Cl_3O~(2-) (7)49-53
• 4.2.1 化合物7的合成49
• 4.2.2 化合物7的表征49-50
• 4.2.3 化合物7的晶体结构50-52
• 4.2.4 化合物7的介电性质52-53
• 4.3 C_5H_8N_3~+·C_7H_5O~(2-) (8)53-57
• 4.3.1 化合物8的合成53
• 4.3.2 化合物8的表征53-54
• 4.3.3 化合物8的晶体结构54-57
• 4.3.4 化合物8的介电性质57
• 4.4 C_5H_8N_3~+·C_3H_3O~(2-) (9)57-61
• 4.4.1 化合物9的合成57
• 4.4.2 化合物9的表征57-58
• 4.4.3 化合物9的晶体结构58-60
• 4.4.4 化合物9的介电性质60-61
• 4.5 C_5H_8N_3~+·SbCl_4~- (10)61-64
• 4.5.1 化合物10的合成61
• 4.5.2 化合物10的表征61
• 4.5.3 化合物10的晶体结构61-64
• 4.5.4 化合物10的介电性质64
• 4.6 结果讨论64-65
• 第五章 结论65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 作者简介70

【参考文献】

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1 蔡玉平;位移型相变的对称性与序参量[D];河北工业大学;2000年

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本文编号：861320