[發明專利]一種苯丙氨酸晶體材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201911069113.6
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110878144B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 劉洋;劉尊奇;王樂
• 申請（專利權）人: 新疆農業大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種苯丙氨酸晶體材料及其制備方法與應用。本發明通過將六氟磷酸濃度為0.905～1.141mol/L甲醇溶液滴加到L?苯丙氨酸濃度為0.152～0.161mol/L的甲醇溶液中得到混合溶液，對混合溶液進行超聲波促溶至其沉淀消失并呈透明狀；將18?crown?6濃度為0.075～0.081mol/L的甲醇溶液滴加到上述透明狀的混合溶液中，靜置6～10h、過濾，得到苯丙氨酸晶體材料；其中，六氟磷酸與L?苯丙氨酸、18?crown?6的摩爾比為(4.5～7.5)：1：1。該苯丙氨酸晶體材料表現出良好的固態電性能，如介電性、壓電性、鐵電性、熱釋電性等眾多性能，可做為鐵電晶體材料應用在鐵電存貯器(FRAM)、傳感器、紅外探測與成像器、鐵電效應晶體管(FFET)、壓電傳感器、鐵電動態隨機存取存貯器(FDRAM)、非線性光學器件以及光電子器件等領域。

技術領域

本發明屬于材料合成技術領域，尤其涉及一種苯丙氨酸晶體材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著電子信息技術的發展，鐵電相變晶體材料因其光電性質在外界條件的刺激下極易發生高強度態和低強度態的雙穩態切換，在智能控制、傳感、信息存儲、光電開關以及壓電傳感等方面有著廣闊的應用前景。

研究發現，基于冠醚骨架的有機-無機雜化超分子包合物中的各個組分都有很好的靈活性，易自組裝形成一維、二維、三維的不同結構骨架，在溫度的刺激下，這些骨架中的小分子極易發生運動或轉動從而引起結構相變。氨基酸是最基本的結構單元和生理活性物質。從配位化學的觀點來看，氨基酸是一類具有氨基和羧基的雙配位功能基團的優良配體。

近年來，由于小分子鏈狀氨基酸相比于苯環或雜化氨基酸更容易發生轉動或擺動而受到許多國內外科研人員重視，從而對苯環類氨基酸研究報道很少。苯環類氨基酸包括苯丙氨酸、苯甘氨酸、酪氨酸等。其中，苯丙氨酸分子量大、溶解性良好、熱穩定性強、骨架結構形式多樣，易通過偶極-離子、氫鍵等作用固定于冠醚空穴中形成超分子馬達結構；同時，苯丙氨酸有機配體可以通過范德華力、氫鍵力或靜電作用力等與活性無機酸離子反應，使得無機骨架的剛性和有機骨架的柔性有機結合起來，并通過雜化組裝形成具有特定尺寸和形狀的周期性網絡結構，表現出良好的固態電性能，如介電性、壓電性、鐵電性、熱釋電性等。由于科學技術的發展，使其不僅具有結構研究的理論意義，而且可以作為優良的功能材料，為進一步設計和探索具有優良性能的分子基相變或鐵電材料具有很好的調控作用，在催化、吸附、發光、電磁材料和離子或分子的交換性能等領域都有潛在的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構新穎、具有潛在鐵電性、相變性的介電異常型功能的苯丙氨酸晶體材料。

本發明另一目的在于提供上述苯丙氨酸晶體材料的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述苯丙氨酸晶體材料在做為鐵介電材料方面的應用。

本發明是這樣實現的，一種苯丙氨酸晶體材料，該材料的化學結構式如下式(Ⅰ)所示：

本發明進一步公開了上述苯丙氨酸晶體材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將六氟磷酸濃度為0.905～1.141mol/L甲醇溶液滴加到L-苯丙氨酸濃度為0.152～0.161mol/L的甲醇溶液中得到混合溶液，對混合溶液進行超聲波促溶至其沉淀消失并呈透明狀；

(2)將18-crown-6濃度為0.075～0.081mol/L的甲醇溶液滴加到上述透明狀的混合溶液中，靜置6～10h、過濾，得到苯丙氨酸晶體材料；其中，六氟磷酸與L-苯丙氨酸、18-crown-6的摩爾比為(4.5～7.5)：1：1。

優選地，在步驟(2)中，所述六氟磷酸與L-苯丙氨酸、18-crown-6的摩爾比為6：1：1。

本發明進一步公開了上述苯丙氨酸晶體材料在做為鐵介電材料方面的應用。