[发明专利]一种有机晶体材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及有机材料技术领域，具体涉及一种有机晶体材料及其制备方法和用途。

背景技术

材料是人们生活和生产必需的物质基础。生产和技术的发展对材料提出越来越多的苛刻要求，以满足新技术领域的开发。比如开发太空技术，因运载工具在飞离地面进行宇宙空间时要经受苛刻条件的考验就需要有些材料能耐5000℃高温和200个大气压的高压。又如电子工业的飞速发展，引起世界信息革命它与各种功能材料(如磁性材料，压电材料，铁电材料和排线性介质材料等等)的研制成功是分不开的。随着电子组件向小型化，高可靠性，高速化方向发展，也对封装材料，衬底材料，接点材料，焊接材料等提出新的要求，而这些材料的发展正是电子工业区飞速发展的基础。

相变材料在相变点附近往往能产生比较好的物理性质，例如铁电相变材料在相变点附近会发生较为明显的铁电相-顺电相的转变，会在介电性测试中出现介电异常峰，从而具备非常好的电性能。而铁电和介电性能在21世纪同样受到了光电学、微电子学、物理学、材料学、计算化学以及生物学等众多领域学者的青睐。近来，针对离子型铁电材料及介电异常材料已成为本领域技术的研究热点。

由此可见，能否发明出一种具有较好物理性质的晶体材料及其制备方法，并且其能够在一定温度下产生相变，并且该晶体作为电子元器件废弃物容易处理，对环境产生最小的影响，同时具有较优的电性能、储能性能、介电性能等，且制备条件易实现，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种有机晶体材料及其制备方法和用途，本发明通过分子工程设计学，采用酒石酸阴离子和2，6-二氨基吡啶阳离子结晶组装，依靠酒石酸的氧原子与2，6-二氨基吡啶的氮原子通过N-H…O氢键作用，形成了三维的网状构造。在外界电场的诱导极化作用下，晶体内的H质子发生移动，对介电异常起到积极的作用。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：

一种有机晶体材料，所述有机晶体材料为酒石酸阴离子和2，6-二氨基吡啶阳离子合成的有机晶体材料，其化学式为C₁₄H₂₂N₆O₇，分子量为386.38，所述有机晶体材料具有非对称晶胞结构，呈三维网状结构，其晶体空间群为P65，晶胞参数为：

Z＝6，R1＝0.0495。

进一步的，所述有机晶体材料的单个晶体结构中包括一分子酒石酸阴离子、两分子2，6-二氨基吡啶阳离子和一分子水。

进一步的，所述有机晶体材料在温度为420K时发生相变。

进一步的，所述的有机晶体材料氢键键长在范围内，键角在109.017～171.739°范围内。

进一步的，所述的有机晶体材料熔点为453K～455K。

一种有机晶体材料的制备方法，所述有机晶体材料为上述有机晶体材料，所述制备方法包括以下步骤：称取酒石酸和2，6-二氨基吡啶分别溶解在溶剂中，溶解后将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别置于H型管的左右两边，于20～35℃温度环境下，放置10～20天，得到六方柱状浅绿色晶体的有机晶体材料。

进一步的，称取的所述酒石酸与2，6-二氨基吡啶的摩尔质量比为1∶3。

进一步的，称取3.33mol的酒石酸和6.66mol的2，6-二氨基吡啶分别溶解在10ml溶剂中，溶解后将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别置于H型管的左右两边，于25℃温度环境下，放置14天，得到六方柱状浅绿色晶体的有机晶体材料。

进一步的，所述的溶剂为丙酮和水的混合溶液，所述混合溶液中丙酮和水的体积比为8∶2。

一种有机晶体材料的用途，所述有机晶体材料为上述的有机晶体材料，所述有机晶体材料用于制备储能材料、高温相变材料、有机相变材料、介电储能材料和铁电材料中的任一种。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明的有机晶体材料的合成方法操作简单、实验条件温和、产品纯度高，后期废弃物容易处理对环境较为友好，属于环境友好型有机晶体材料，能广泛应用于电学领域，其在制备储能材料、高温相变材料、有机相变材料、介电储能材料、铁电材料等电子元器件方面的使用材料时，具有合成设备简单、材料制作时间周期短、高温下稳定性较高、存在高温相变及两种状态、介电性能优越、可以在一定条件下溶于多种有机溶剂便于环境处理的优点。

附图说明