[发明专利]一种Sn基有机无机杂化相变材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Sn基有机无机杂化相变材料及其制备方法和应用，所述相变材料为具有中心结构的有机无机杂化晶体[3‑Methoxyazetidine]subgt;2/subgt;[SnClsubgt;6/subgt;]，分子式为Csubgt;8/subgt;Nsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;Clsubgt;6/subgt;Sn，该晶体结晶于正交晶系的中心空间群Cmce(No.64)，有机阳离子分子穿过垂直于a轴方向的镜面，O原子和C原子在镜面两个对称位置来回震动，随着温度升高，环上的C开始震动，铵阳离子的有序无序变化导致化合物在285K发生相变；表现为二级同构相变。该晶体材料制备方法简单易操作，此外培养时间短，制备成本低，且在室温下具有良好的稳定性，在光电开关等元器件领域有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种相变材料及其制备方法和应用，具体涉及一种Sn基有机无机杂化相变材料及其制备方法和应用。

背景技术

相变材料在发生结构相变时，能够实现热、声、光、电、力、磁等物理性质变化，从而得到各种多功能材料，被广泛用于建筑、纺织、工业等领域。此外，相变材料在信息存储、光电开关、压电传感、生物医学等具有广泛应用前景。而基于分子设计的有机无机杂化相变材料将柔性的有机和无机单元整合到结构中，使它既具有具有机化合物的优点也具有无机化合物的特性，显示出许多优良的应用性能，包括重量轻，环境友好(不含铅元素)，高度稳定性等。在众多报道的有机无机杂化材料中，基于Sn基的有机无机杂化材料报道的不多，表现出二级相变行为的更是少有报道。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种具有二级同构相变行为的Sn基有机无机杂化材料；本发明的另一目的在于提供一种所述Sn基有机无机杂化材料的制备方法。

技术方案：本发明所述的Sn基有机无机杂化材料，为具有中心结构的有机无机杂化晶体[3-Methoxyazetidine]₂[SnCl₆](3-Methoxyazetidine为3-羟基氮杂环丁烷阳离子)，其分子式为：C₈N₂O₂Cl₆Sn，该分子的晶体结构中有机部分穿过垂直于a轴方向的镜面，O原子和C原子在镜面两侧来回震动，发生有序无序同构相变，具有二级同构相变行为。

进一步地，所述Sn基有机无机杂化相变材料为晶体结构，其结晶于正交晶系的中心空间群Cmce(No.64)，晶胞参数为α＝γ＝β＝90°、Z＝4、

本发明还提供上述Sn基有机无机杂化相变材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将3-羟基N杂环丁烷盐酸盐溶于适量水中，室温搅拌使其充分溶解得到无色透明溶液；

(2)于上述无色透明溶液中逐滴加入浓盐酸，使其充分质子化；

(3)将步骤(2)所得的溶液加入四氯化锡继续搅拌后得到无色透明溶液；

(4)将步骤(3)所得的无色透明溶液在恒温条件下缓慢挥发，得到无色透明块状晶体。

进一步的，步骤(1)中，3-羟基N杂环丁烷盐酸盐水溶液浓度为1-3mmol ml^-1，每5ml水溶解5-15mmol的3-羟基氮杂环丁烷盐酸盐。

进一步的，步骤(2)中，所述加入浓盐酸与上述溶液体积比为3-6：1。

进一步的，步骤(3)中，所述加入的四氯化锡用量与步骤(1)3-羟基N杂环丁烷盐酸盐的摩尔比约为1：1-3。

进一步的，步骤(4)中，所述挥发温度为20-40℃。

本发明的Sn基有机无机杂化相变材料可以应用于光电开关。