[发明专利]一种具有可逆介电性质的金属‑有机配位化合物、制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于可逆介电材料的合成技术领域，具体涉及一种具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物、制备方法与应用。

背景技术

电介质材料可用于控制/存储电荷及电能，在现代电子及电力系统中具有重要的战略地位。人们对介电材料的研究最初是从无机压电陶瓷材料开始的，无机压电陶瓷材料具有高介电常数和高热电稳定性，但其脆性大、加工温度较高。随着信息和微电子工业的飞速发展对半导体器件微型化、集成化、智能化、高频化和平面化的应用需求增加，越来越多的电子元件，如介质基板、介质天线、嵌入式薄膜电容等，既要介电材料具备优异的介电性能，又要其具备良好的力学性能和加工性能。因此，单一的无机介电材料已经不能满足上述要求。具有高介电性能的有机功能电介质材料可用于制备高储能密度介质，在脉冲率及电子封装技术等军/民用领域有着引人瞩目的实用前景。

近年来对质子导电材料的研究越来越多，但开发对温度，湿度以及酸，碱环境稳定的“质子源”仍是相当具有挑战性的工作。现阶段，很多研究者将“质子源”填充入金属有机框架材料，多孔配位聚合物或共价有机框架材料中，利用框架来保护“质子源”，以期提高其稳定性，从而提高严苛环境下的电导率。相较于传统作为“质子源”的水，咪唑能够解决“质子源”对温度和湿度敏感的问题，大大提高稳定性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物、制备方法与应用，以期制备的配位化合物可以作对温度敏感的可逆介电材料使用。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物，所述配位化合物的分子式为(2MI)[Zn(2MI)Cl₃]，其中2MI为2-甲基咪唑。

优选地，所述配位化合物的二级结构单元为：晶体属单斜晶系，空间群为Cc，所述配位化合物结构中的Zn原子处于四配位的四面体结构中。

一种上述具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物的制备方法，包括如下步骤：将Zn²⁺的可溶性化合物与2-甲基咪唑在水中混合，在室温下通过溶液法缓慢蒸发溶剂自组装制得具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物。上述方法为常温溶液法，是指在室温下将反应物溶解在溶剂中，采用适当的措施造成溶液的过饱和状态，使晶体在其中生长。

优选地，所述Zn²⁺的可溶性化合物来自Zn²⁺可溶性盐酸盐或含结晶水的Zn²⁺可溶性盐酸盐。

优选地，所述Zn²⁺的可溶性化合物与2-甲基咪唑的摩尔比为1：1。

优选地，将5mmolZn²⁺的可溶性盐酸盐与5mmol2-甲基咪唑在50mL水中混合，在室温下通过溶液法缓慢蒸发溶剂自组装制得具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物。

上述一种具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物可作为可逆介电性质材料在数据通讯，信号处理，传感，移相器和可变电容器中的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种具有可逆介电性质的金属-有机配位化合物及其制备方法与应用，具有以下优点：

1.本发明所提供的金属-有机配位化合物是利用溶液法生长出来的晶体。所采用的材料制备工艺简单、产率高以及重复性好。

2.本发明提供的配位化合物的优点是自发极化通过氢键产生，极化模式稳定，具有较好的应用价值。

3.本发明提供的配位化合物可作为可逆介电性质材料在数据通讯，信号处理，传感，移相器和可变电容器中应用。

附图说明

图1为实施例1中配位化合物(2MI)[Zn(2MI)Cl₃]的最小不对称单元图；

图2为实施例1中配位化合物(2MI)[Zn(2MI)Cl₃]的红外光谱图；

图3为实施例1中配位化合物(2MI)[Zn(2MI)Cl₃]的粉末衍射图；

图4为实施例1中配位化合物(2MI)[Zn(2MI)Cl₃]的温度-介电谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步解释说明。

实施例1