一种有机晶体材料及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001]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】
[0002] 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°C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。
[0003] 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。
[0004] 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】
[0005] 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Ν-Η···0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Η质子发生移动，对介电异常起到积极的作用。 [0006 ]为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：
[0007] -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C 14H22N6〇7，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P 6 5，晶胞参数为： a? 7.842(3) A, b~ 7.842(3) A, c~ 49.01(4) A：. V? 2610(2)： A 3, Z = 6 , R 1 = 0.0495。
[0008] 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R比啶阳尚子和一分子水。
[0009] 进一步的，所述有机晶体材料在温度为420K时发生相变。
[0010] 进一步的，所述的有机晶体材料氢键键长在2.627~3.067為范围内，键角在 109.017 ~171.739° 范围内。
[0011] 进一步的，所述的有机晶体材料熔点为453K~455K。
[0012] -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Η型管的左右两边，于20~35 °C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。
[0013] 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。
[00M] 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Η型管 的左右两边，于25°C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。
[0015] 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。
[0016] -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。
[0017] 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】
[0018] 图1为本发明有机晶体材料分子结构图；
[0019] 图2为本发明有机晶体材料内分子结构排布方式结构图；
[0020] 图3为本发明有机晶体材料a轴方向观察的晶体结构排列方式结构图；
[0021] 图4为本发明含有2,6_二氨基吡啶阳离子(A)的有机晶体材料形成一维链状结构 图；
[0022] 图5为本发明含有2,6_二氨基吡啶阳离子(B)的有机晶体材料形成一维链状结构 图；
[0023] 图6为本发明有机晶体材料的热重分析图；
[0024]图7为本发明有机晶体材料的DSC测试曲线图；
[0025] 图8为本发明有机晶体材料沿着晶体c轴方向的介电常数随温度的变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0026] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0027] 实施例一:一种有机晶体材料，所述有机晶体材料为酒石酸阴离子和2,6-二氨基 P比啶阳尚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： 3= 7.842(3) A, b= 7.842(3) A, 49.01(4) A, 2610(2) A 3, Z = 6 , R1 = 0.0495。
[0028] -种有机晶体材料的制备方法，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Η型管的左右两边，于20°C温度环境下，放置20天，得到六方柱状浅绿色晶体的有机晶 体材料。
[0029] 实施例二:一种有机晶体材料，所述有机晶体材料为酒石酸阴离子和2,6_二氨基 P比啶阳尚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： a- 7.842(3) A, b- 7.842(3) A, g- 49.0 i (4) A, V- 2610(2) A 3:, Z = 6 , R1 = 0.0495。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。所述有机晶体材料在温度为420K时发生相变。所述的有机晶体 材料氢键键长在:L627~3.067 A范围内，键角在1〇9.017~171.739°范围内。所述的有机 晶体材料熔点为453K~455K。
[0030] 一种有机晶体材料的制备方法，包括以下步骤:称取3.33mol的酒石酸和6.66mol 的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Η型管的左右两边，于35°C温度环境下，放置10天，得到六方柱状 浅绿色晶体的有机晶体材料。
[0031 ]实施例三:一种有机晶体材料，所述有机晶体材料为酒石酸阴离子和2,6-二氨基 P比啶阳尚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： a- 7,842(3) A, b- 7.842(3) A? c= 49.01(4) A, ￥= 2610(2) A 3, Z = 6 , Rl = 0.0495。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。所述有机晶体材料在温度为420K时发生相变。所述的有机晶体 材料氢键键长在2.627~3.067 A范围内，键角在109.017~171.739°范围内。所述的有机 晶体材料熔点为453K~455K。
[0032] -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Η型管的左右两边，于20~35 °C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。
[0033] 实施例四：一种有机晶体材料，所述有机晶体材料为酒石酸阴离子和2,6_二氨基 P比啶阳尚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： a- 7.842(3) A, b= 7.842(3) A, ：c- 49.01(4) A>: V- 2610(2) A 3, Z = 6 , R1 = 0.0495。所述有机晶体