[发明专利]一种含六氟磷酸根的低温相变化合物、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于相变材料领域，具体涉及一种含六氟磷酸根的低温相变化合物、制备方法及其应用。

背景技术

相变材料，简称PCM，是在相态变化过程中可吸收或释放能量的相变储存材料，它可以将多余的能量贮存起来，在需要能量时再将其释放出来。相变过程是指物质在一定条件下维持等温或近似等温，并伴随有大量的能量吸收或者释放的相态变化过程。这一特性构成了相变材料具有很广泛应用的理论依据。

从目前的国内外研究现状来看，简单的分子离子型相变材料引起了越来越多的注意力,如Liu,M.L.Acta Crystal Sec E.2012,E68,m652；Chen,L.Z.；Huang,D.D.；Pan,Q.J.；Ge,J.Z.RSC Adv.2015,5,13488；W.Zhang,H.Y.Ye,H.L.Cai,J.Z.Ge,R.G.Xiong S.D.Huang,J.Am.Chem.Soc.,2010,132,7300；Y.Zhang,W.Zhang,S.H.Li,Q.Ye,H.L.Cai,F.Deng,R.G.Xiong,S.D.Huang,J.Am.Chem.Soc.,2012,134,11044中都有进行研究。由于温度的变化，酸根离子的有序无序的转化，会导致相变的发生。这类有机-无机杂化材料经过精心设计和调控，可以充分利用无机材料和有机材料的各自优点，达到扬长避短的效果，是此类材料呈现出新颖的性质。

1,4-二氮杂二环[2,2,2]辛烷(Dabco)直接与某些金属盐或者无机酸形成的配位化合物在低温下发生相变，进而表现出良好的介电和铁电性质，因此对Dabco系列配合物的相变、铁电性质的研究逐渐增多。通过对1,4-二氮杂二环[2,2,2]辛烷进行修饰，所得的三乙烯二胺衍生物与金属盐或无机酸形成具有介电性质的相变化合物，其中常用的无机酸为高氯酸和四氟硼酸。目前，人们对Dabco衍生物的研究广度和深度尚浅，不同的Dabco衍生物与不同的配体配位所产生的介电性质或相变性质仍需继续研究开拓。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种含六氟磷酸根的具有低温相变性质的分子离子基化合物、制备方法及其应用，通过精心设计调控三乙烯二胺衍生物与酸性材料以制备可以作相变材料使用的化合物，并进一步拓展该相变材料应用的广度和深度。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含六氟磷酸根的低温相变化合物，该化合物的化学式为C₉H₂₀P₂F₁₂N₂。

进一步地，所述化合物的结构单元为：在296K温度下，晶体属正交晶系，空间群为Pbca；在123K温度下，晶体为单斜晶系，空间群为P2₁/c。

本发明进一步提出了上述含六氟磷酸根的低温相变化合物的制备方法，包括如下步骤：在常温下，将三乙烯二胺衍生物放入烧杯中，缓慢加入蒸馏水搅拌溶解，然后置于通风厨中，缓慢滴加六氟磷酸，边加蒸馏水边搅拌，然后过滤，取下层清液，室温下静置一段时间，通过室温缓慢挥发溶液结晶自组装即得到所述低温相变化合物C₉H₂₀P₂F₁₂N₂。

作为优选，所述三乙烯二胺衍生物为溴化1-异丙基-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷。

作为优选，所述溴化1-异丙基-1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷与六氟磷酸的摩尔比为1：2–4。

作为优选，所述溴化1-异丙基-1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷与六氟磷酸的的物质的量分别为10mmol和20mmol，用于溶解溴化1-异丙基-1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的蒸馏水的体积为10mL。

本发明还提供了上述含六氟磷酸根的低温相变化合物在纺织服装、温室种植、建筑行业领域中的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)选取的六氟磷酸，有着很高的对称性，在不同的温度下，六氟磷酸根容易发生有序-无序的转变，容易导致相变的发生；

(2)选用的溴化1-异丙基-1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷为一种胺类化合物，容易与酸性的六氟磷酸发生酸碱中和反应，提高了相变产物合成的可能性。