苯乙胺类有机-无机杂化化合物的相变性质研究

作     者：吴亚星 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张毅

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：相变 介电 多功能材料 荧光 磁性 

摘      要：晶体发生相变时会引起结构的变化,也会使相应的物理性质(如介电性、热力学性质等)在相变温度处发生改变,因而可以广泛应用于数据存储、光子器件、光电子技术、可切换介电器件、生物传感器等。一般是利用有机-无机杂化的方式来构建相变材料,优势是有机胺阳离子与阴离子(金属卤素、无机酸)构成的化合物有良好的结构可控性。本文是基于分子体积稍微大一点的苯乙胺类化合物作为有机部分,通过调控苯乙胺类阳离子、阴离子合成一系列化合物来寻找相变材料。主要研究内容分为三个部分:第一部分是以苯乙胺、间氯苯乙胺、对氯苯乙胺与小分子有机酸反应,合成5种化合物:[CHNH][CClCOO](1)、[m-ClCHNH][CClCOO](2)、[p-ClCHNH][CClCOO](3)、[CHNH][CHClCOO](4)、[m-ClCHNH][CHClCOO](5),预期通过调控有机胺卤素取代基的位置来寻找相变材料。第二部分以筛选出的间氯苯乙胺类化合物为有机部分,与高氯酸、四氟硼酸、六氟磷酸反应,合成了化合物[m-ClCHNH][ClO](6)、[m-ClCHNH][BF](7)、[m-ClCHNH][PF](8),通过调控阴离子来寻找相变材料。第三部分继续以间位卤素取代基苯乙胺为主,与金属卤化物反应,合成4种AMX型化合物:[m-ClCHNH][MnCl](9)、[m-FCHNH][MnCl](10)、[m-ClCHNH][CuCl](11)和[p-OCHCHNH][CdCl](12),来寻找高温相变多功能材料。其中,化合物9和10是通过有机阳离子来调控相变性质,化合物9和11是通过不同的金属卤素阴离子来调控相变性质。在12种新合成的化合物中,全部进行了相关的性能表征。其中有8个化合物发生了结构相变,分别是化合物5、6、7、8、9、10、11、12。其中,化合物5是低温相变,其余的7个化合物都是高温相变,且大部分具有稳定的介电开关行为。此外,AMnX型的二维层状化合物9和10表现出良好的光学性质,化合物10还表现出有趣的介电各向异性和磁各向异性以及强反铁磁性。