[发明专利]一种有机无机杂化可逆双相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机无机杂化可逆双相变材料，该材料以1，5‑二氮杂双环[3，2，2]壬烷作为有机胺配体、四面体无机酸为原料合成，四面体无机酸是指阴离子是四面体构型的无机酸。本发明还公开上述有机无机杂化可逆双相变材料的制备方法，将1，5‑二氮杂双环[3，2，2]壬烷在溶剂中搅拌至充分溶解，再加入四面体无机酸进行反应，溶液中产生白色沉淀，继续搅拌至沉淀消失，溶液呈澄清透明，最后缓慢蒸发溶剂，3～5天后容器底部得到块状透明晶体。本发明利用1，5‑二氮杂双环[3，2，2]壬烷和三种阴离子是四面体构型的无机酸为原料，合成了三种有机无机杂化分子材料。本发明将为多重可转换相变材料的合成提供了全新的思路，极大地提高其在柔性材料、生物机械等领域中的应用。

技术领域

本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种有机无机杂化可逆双相变材料及其制备方法。

背景技术

相变材料因其在各个领域的应用而受到科学家的青睐，如数据存储、可开关介电器件、传感器等。在多功能相变材料的探索中，有机-无机杂化材料得到了广泛的研究，这主要是由于其丰富的有机和无机成分，以及它们的特性和功能的完美结合。例如，(BCDA)₂ZnBr₄[BCDA＝苄基-(2-氯乙基)-二甲基铵]被报道在295.4和340.8K具有两个可逆的相变，并且具有极好的介电开关特性。然而，大多数有机-无机杂化钙钛矿(HOIP)材料是单一可转换相变材料，具有多重可转换相变的材料很少报道。值得一提的是，低于室温的相变温度将极大地限制材料的实际应用。

发明内容

针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种有机无机杂化可逆双相变材料及其制备方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种有机无机杂化可逆双相变材料，该材料以1，5-二氮杂双环[3，2，2]壬烷作为有机胺配体、四面体无机酸为原料合成，四面体无机酸是指阴离子是四面体构型的无机酸。

进一步地，无机酸为HClO₄或HReO₄或HBF₄；有机无机杂化可逆双相变分子材料为[3，2，2-dabco]HClO₄或[3，2，2-dabco]HReO₄或[3，2，2-dabco]HBF₄。

本发明还包括上述有机无机杂化可逆双相变材料的制备方法，该方法为：将1，5-二氮杂双环[3，2，2]壬烷在溶剂中搅拌至充分溶解，再加入四面体无机酸在0℃-55℃条件下进行反应，溶液中产生白色沉淀，继续搅拌至沉淀消失，溶液呈澄清透明，最后缓慢蒸发溶剂，3～5天后容器底部得到块状透明晶体。

进一步地，1，5-二氮杂双环[3，2，2]壬烷与四面体无机酸的摩尔比为1∶1。

进一步地，溶剂为水或水+乙醇；优选溶剂采用体积比为1∶1的乙醇+水(即浓度为50％的乙醇溶液)。

进一步地，反应温度为20℃-40℃。

与现有技术相比，本发明的方法以1，5-二氮杂双环[3，2，2]壬烷为有机胺配体和三种阴离子是四面体构型的无机酸为原料，合成了三种有机无机杂化可逆双相变分子材料[3，2，2-dabco]HClO₄(1)，[3，2，2-dabco]HReO₄(2)，[3，2，2-dabco]HBF₄(3)，为多重可转换相变材料的合成提供了全新的思路，极大地提高其在柔性材料、生物机械等领域中的应用。

附图说明

图1为实施例1制备的[3，2，2-dabco]HClO₄在293K(图a)和393K(图b)时的单晶结构示意图；

图2为实施例1制备的[3，2，2-dabco]HClO₄利用DSC加热-冷却示意图；