[發(fā)明專利]L-酒石酸2,2-二吡啶胺鈷鐵電功能材料及制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210480744.9 | 申請日： | 2012-11-21 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102977153A | 公開（公告）日： | 2013-03-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鄭岳青;戚金麗;常海圣;虞曉科;朱紅林;許偉;林建利 | 申請（專利權(quán)）人： | 寧波大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C07F15/06 | 分類號(hào)： | C07F15/06 |
| 代理公司： | 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226 | 代理人： | 程曉明 |
| 地址： | 315211 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 酒石酸 吡啶 胺鈷鐵電 功能 材料 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鐵電功能材料，具體涉及L-酒石酸2,2-二吡啶胺鈷鐵電功能材料及制備方法。
背景技術(shù)
鐵電功能材料具有介電性、壓電性、熱釋電性、鐵電性以及電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、光折變效應(yīng)和非線性光學(xué)效應(yīng)等重要特性，可用于制作鐵電存儲(chǔ)器、熱釋電紅外探測器、空間光調(diào)制器、光波導(dǎo)介質(zhì)移相器、壓控濾波器等重要的新型元器件。這些元器件在航空航天、通信、家電、國防等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。從晶體學(xué)角度，只有1(C1)，m(Cs)，2(C2)，2m(C2v)，3(C3)，3m(C3v)，4(C4)，4m(C4v)，6(C6)，6m(C6v)的10種極性點(diǎn)群符合鐵電功能材料的要求。最早的鐵電效應(yīng)是在1920年由法國人Valasek在羅謝爾鹽中發(fā)現(xiàn)的，這一發(fā)現(xiàn)揭開了研究鐵電材料的序幕。在1935年Busch發(fā)現(xiàn)了磷酸二氫鉀KH2PO4–簡稱KDP，其相對介電常數(shù)高達(dá)30，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)時(shí)的其它材料。20世紀(jì)80年代中期，薄膜制備技術(shù)的突破為制備高質(zhì)量的鐵電薄膜掃清了障礙，并且近年來隨著對器件微型化、功能集成化、可靠性等要求的不斷提高，傳統(tǒng)的鐵電塊體由于尺寸限制已經(jīng)不能滿足微電子器件的要求。從目前的研究現(xiàn)狀來看,對于具有高性能的鐵電材料的研究和開發(fā)應(yīng)用仍然處于發(fā)展階段。金屬有機(jī)配位化學(xué)的發(fā)展為新型功能材料的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了嶄新的思路，并大大推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展，其主要策略在于通過選擇合適的金屬離子與有機(jī)配體，借助金屬離子與有機(jī)配體之間的配位鍵合作用，來實(shí)現(xiàn)新穎功能材料的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鐵電特性較好，飽和極化強(qiáng)度Ps值為0.203μC·cm-2的L-酒石酸2,2-二吡啶胺鈷鐵電功能材料。本發(fā)明還提供了該鐵電功能材料的制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：L-酒石酸2,2-二吡啶胺鈷鐵電功能材料，其分子式為[Co(dpa)(L-C4H4O6)]2·8H2O，其中dpa為2,2-二吡啶胺，2,2-二吡啶胺分子式為C10H9N3，該鐵電功能材料為純度不低于99%的單斜晶系粉體，空間群結(jié)構(gòu)為C2，其鐵電特征參數(shù)分別為：剩余極化強(qiáng)度2Pr=0.03μC·cm-2，矯頑電場2Ec=9.0kv·cm-1，飽和極化強(qiáng)度Ps=0.203μC·cm-2，其粉體的晶胞參數(shù)為：β=120.99(3)°。酒石酸又稱2,3–二羥基丁二酸，是常見的α-羥基二酸，它具有兩個(gè)手性碳，具有三種旋光異構(gòu)體，分別為右旋酒石酸（L–酒石酸），左旋酒石酸(D–酒石酸)，內(nèi)消旋酒石酸，酒石酸鹽具有壓電、鐵電等重要物理性質(zhì)。
該L-酒石酸2,2-二吡啶胺鈷鐵電功能材料的制備方法，步驟如下：
碳酸鈷的制備：按鈷鹽與碳酸鹽的摩爾比1：1～1.5，將鈷鹽溶于碳酸鹽溶液中，攪拌溶解后，靜置沉淀完畢，離心，得到紫紅色沉淀的碳酸鈷，用水沖洗干凈，所述碳酸鹽溶液的濃度為0.1～1mol/L；碳酸鹽摩爾量略大于鈷鹽，碳酸鈷沉淀生成較完全。
L–酒石酸2,2-二吡啶胺混合溶液的制備：按摩爾體積比為1：1：20，將L–酒石酸和2,2-二吡啶胺溶于體積百分濃度為50%的甲醇溶液中，60℃下攪拌至固體溶解，得到L–酒石酸2,2-二吡啶胺混合溶液備用；
L–酒石酸2,2-二吡啶胺鈷溶液的制備：按鈷鹽與L–酒石酸摩爾比為1：1的比例，將上述碳酸鈷加入到上述L–酒石酸2,2-二吡啶胺混合溶液中，邊加入邊持續(xù)攪拌，加入完畢再攪拌10～30min，過濾除去不溶物，得到L–酒石酸2,2-二吡啶胺鈷溶液；
L–酒石酸2,2-二吡啶胺鈷鐵電粉體的制備，將上述L–酒石酸2,2-二吡啶胺鈷溶液室溫下靜置2～7天，過濾得到L–酒石酸2,2-二吡啶胺鈷晶體，再將L–酒石酸2,2-二吡啶胺鈷晶體置于瑪瑙研缽中研磨成通過100目篩的粉體，得到單斜晶系的紅色粉體，該紅色粉體為L–酒石酸2,2-二吡啶胺鐵電功能材料。
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