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稀土-冠醚包合物的分子组装、相变行为及铁介电性质
结题报告
批准号:
21471070
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
唐云志
依托单位:
学科分类:
B0102.配位化学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘晋彪、谭育慧、安占涛、熊剑波、于银梅、高继兴、章朦
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中文摘要
分子基介铁电材料由于其种类多、性能广、可控性强等特点,正成为新一轮介铁电材料的研究热点。离子型稀土具有独特的电子构型,半径大,电荷高,易极化;而冠醚具有可控孔腔,易与客体分子通过配位键、氢键等作用力形成柔性包合物。以两者组装的主客体包合物极有可能发生结构相变,有望获得新型分子基铁介电材料。本研究利用不同类型的冠醚与稀土离子组装,通过反应条件控制,设计合成具有转子-定子型结构、钙钛矿型结构和带插层结构的包合物;通过热分析方法(DSC)测试包合物内部发生的结构变化,获取关于相变机制的信息;通过SHG效应判断铁电相空间群的正确性;通过介电性质测量来研究目标化合物的介电常数随温度和频率变化的依赖性,研究其在不同温度下的介电响应情况;探讨离子型稀土包合物即主客体分子的运动特性及结构相变与介电和铁电性的关系,为新一类高自发极化率、高介电常数、高相变温度铁电体的寻找提供一些新的思路。
英文摘要
The research on molecular ferroelectric and dielectric material is becoming a new hotspot because of their diversity, wide performance, and easy controllability. Since ionic rare earth elements possess unique electronic configuration of large radius, high charges and easy polarization; crown ether has controllable pore space, can form flexible clathrates with guest molecules via forces of coordination、hydrogen-bonding etc. The host-guest clathrate compounds which assembled from ionic rare earth elements and crown ethers are expected to get a new type of ferro-dielectric materials for their possibility of occurring structural phase transition. This research design and synthesis clathrate compounds of rotor-stator type, perovskite type, and intercalated structures by using different types of crown ethers assemble with rare earth ions under controlled conditions; measure inner structural changes of the clathrates by using DSC (differential scanning calorimetry) measurement to attain information about phase transformation mechanism; judge the validity of space group for target products on ferroelectric phase by SHG (second harmonic generation) effect test; research the temperature-dependence and frequency-dependence properties of dielectric constant for target compounds through dielectric constant measurement, study the dielectric response under different temperature; investigate the kinetic characteristics of ionic rare earth clathrates (host-gust molecules), and the relationship between structural phase transition and ferro-dielectric properties, provide some new ideas for the seek of new-type ferroelectrics with high spontaneous polarization value, high dielectric constant, and high phase transition temperature.
铁电体在铁电存储器、红外探测器、声表面波和集成光电器件等固态器件方面有着非常重要的应用,而分子铁电体由于其质轻、环保、柔性和易于合成等特点、有望取得无机陶瓷铁电体而受到广泛关注。冠醚具有可控孔腔,易与客体分子通过配位、氢键等作用力形成柔性包合物,探索他们的运动特性及结构相变与介电和铁电性的关系,对开发高自发极化率、高介电常数、高相变温度分子铁电体具有重要意义。.基于此我们设计合成了18个冠醚-有机胺、冠醚-稀土-有机胺包合物如[(18-Crown -6)(HCPA)ClO4](其中HCPA = 环己胺)、[Han-(18 -crown-6)]+[ClO4]- (Han = 苯甲胺)等,均表现出可逆结构相变行为,其中4个化合物的相变温度在70℃以上,6个化合物具有优异的铁电性质,其中,2个铁电化合物的相变温度高达398K,远高于室温 298 K, 有望成为具有不同介电响应性能的分子基铁介电材料。此外,我们还发现了1个化合物在15 K 范围内显示出两个有趣的连续可逆结构相变,这种相变是由于结构中戊胺分子罗盘式和辘轳式运动引起的,对于多级介电开关有重要价值。我们的研究结果发现冠醚分子转动、客体有机胺分子和阴离子的有序-无序运动是诱发结构相变和对称性破却的重要原因,我们发现降低客体胺分子的对称性(例如把环戊胺换成环己胺)有利于形成铁电相变,对于寻找新型分子铁电体提供了较好的经验。.课题组在Journal of Chemistry Society、Chemistry Materials、 Inorg. Chem.、Inorg. Chem. Front、Dalton Trans、Crystal growth & design上发表了SCI论文18篇,其中影响因子大于3.0以上的文章8篇;申请人在4年里培养的毕业的8名研究生中,有3人获省级优秀硕士论文,4人获得江西理工大学优秀毕业论文,超额完成了各项考核指标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Reversible Phase Transition with Ultralarge Dielectric Relaxation Behaviors in Succinimide Lithium(I) Hybrids
琥珀酰亚胺锂 (I) 杂化物中具有超大介电弛豫行为的可逆相变
DOI:10.1021/acs.inorgchem.7b02625
发表时间:2018
期刊:Inorganic Chemistry
影响因子:4.6
作者:Tang Yun Zhi;Wang Bin;Zhou Hai Tao;Chen Shao Peng;Tan Yu Hui;Wang Chang Feng;Yang Chang Shan;Wen He Rui
通讯作者:Wen He Rui
Temperature-controlled polymorphism of chiral Cu(II)-Ln(III) dinuclear complexes exhibiting slow magnetic relaxation.
手性 Cu(II)-Ln(III) 双核配合物的温控多晶型表现出慢磁弛豫。
DOI:10.1039/c5dt00789e
发表时间:2015-06
期刊:Dalton Trans
影响因子:--
作者:Wen He-Rui;Bao Jun;Liu Sui-Jun;Liu Cai-Ming;Zhang Cai-Wei;Tang Yun-Zhi
通讯作者:Tang Yun-Zhi
DOI:10.13264/j.cnki.ysjskx.2015.06.026
发表时间:2015
期刊:有色金属科学与工程
影响因子:--
作者:徐庆;高继兴;古志峰;罗燕生;蓝慧明;谭育慧;唐云志
通讯作者:唐云志
Spontaneous Resolution, Asymmetric Catalysis, and Fluorescence Properties of Δ- and Λ-[Cu(Tzmp)]n Enantiomers from in Situ [2+3] Cycloaddition Synthesis
原位 [2 3] 环加成合成的 δ- 和 lambda-[cu(tzmp)]N 对映体的自发拆分、不对称催化和荧光特性。
DOI:10.1021/acs.inorgchem.5b00478
发表时间:2015-06-01
期刊:INORGANIC CHEMISTRY
影响因子:4.6
作者:Tang, Yun-Zhi;Xiong, Jian-Bo;Wen, He-Rui
通讯作者:Wen, He-Rui
Synthesis, crystal structures, and properties of three metal complexes with N-phenylanthranilic acid
N-苯基邻氨基苯甲酸三种金属配合物的合成、晶体结构和性能
DOI:10.1016/j.molstruc.2015.01.005
发表时间:2015-04
期刊:Journal of Molecular Structure
影响因子:3.8
作者:Yu-Hui Tan;Jian-Bo Xiong;Ji-Xing Gao;Shao-Ping Yang;He-Rui Wen;Yun-Zhi Tang
通讯作者:Yun-Zhi Tang
铁电耦合CPL活性的手性钙钛矿化合物组装及机理研究
  • 批准号:
    22365017
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    唐云志
  • 依托单位:
AO4型阴离子无序-有序化诱导的分子铁电材料研究
  • 批准号:
    21671086
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    唐云志
  • 依托单位:
非心异核四唑配合物原位合成及铁介电性质研究
  • 批准号:
    21261009
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    唐云志
  • 依托单位:
稀土-过渡金属(nf-(n+1)d)异核配合物的有序组装及铁电-介电性质
  • 批准号:
    21001056
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    唐云志
  • 依托单位:
国内基金
海外基金