柔性离子有机无机杂化化合物的结构与介电性质研究

论文总字数：19696字

摘 要

近些年随着世界人口密度的增加，人们开始将重心放在了不断地寻找新的可再生能源物质上。钙钛矿因其材料的新颖性，具有良好的O^2-和电子传导性能，并且有稳定的晶体结构和良好的催化作用而受到科学家们的广泛关注。其中由于其良好的催化性质，现已大量投入到了工业催化生产中。

为了研究有机金属卤代物钙钛矿的相关性质，拟用亚硝酸镍和卤代胺类物质合成下列三种物质：

（1）氯甲基三甲基胺·亚硝酸镍 （2）溴甲基三甲基胺·亚硝酸镍 （3）碘甲基三甲基胺·亚硝酸镍。并且通过自然冷却法进行结晶化处理。并且用并对这三种物质进行了晶体结构表征，傅里叶红外（IR）光谱和介电系数测量的。通过对不同卤代胺·亚硝酸镍进行表征来研究其相关性质。最终发现氯甲基三甲基胺·亚硝酸镍可能具有结构相变。

可以看出，有机无机杂化钙钛矿的物质在温度改变的时候是很有可能存在相变的。即钙钛矿分子具有良好的电学性质导致其在合成这方面特殊产品时具有极大优势。

关键词：钙钛矿；铁电体；晶体结构

Study on the structure and dielectric Properties of flexible Ion Organic-Inorganic Hybrid compounds

Abstract

In recent years, with the increase of population density in the world, people begin to focus on the search for new renewable energy materials. Perovskite has attracted extensive attention because of its novelty, good O^2-and electron conduction, stable crystal structure and good catalysis.

In order to study the properties of perovskite, an organometallic halogenated compound, the following three substances are to be synthesized from nickel nitrate and halogenated amines: (1) chloromethyl trimethylamine nitrite nickel (2) bromo methyl trimethylamine nitrite nickel (3) iodine methyl trimethylamine nitrite nickel nitrate. The crystallization process is carried out by natural cooling method. The crystal structures, Fourier transform infrared (FTIR) (ir) spectra and dielectric coefficients were measured. The properties of nickel nitrite of different halogenated amines were studied by characterization. Finally, it was found that the Chloromethyl trimethylamine nickel nitrite may have a structural phase transition. It can be seen that the organic-inorganic hybrid perovskite is likely to have a phase transition when the temperature changes. That is to say, perovskite molecules have great advantages in the synthesis of special products due to their good electrical properties.

Key words: Perovskite，Ferroelectric，Crystal Structure

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 钙钛矿 1

1.1.1 钙钛矿的“成长史” 1

1.2 铁电体 1

1.2.1 铁电材料的发展 1

1.2.2 铁电材料的种类 2

1.3.1 晶体的基本特征 2

1.3.2 晶体的基本性质 2

1.3.3 晶体的对称性对晶体物理性质的影响 2

第二章 实验仪器与药品 4

2.1 主要实验仪器 4

2.2 主要实验试剂 4

2.3 产物的处理 5

2.3.1 产物结晶处理 5

2.4 产物的结构与性质测量 5

2.4.1 X射线单晶衍射测量(XRD) 5

2.4.2 傅里叶红外测量（IR） 5

2.4.3 介电常数测量 5

3.1 化合物1（C₄H₁₁O₆N₄NiCl） 7

3.1.1 化合物1的合成 7

3.1.2 化合物1的晶体结构与解析 8

3.1.3 化合物1的傅里叶红外光谱分析(IR) 12

3.1.4 化合物1的介电测量 12

3.2 化合物2（C₄H₁₁O₆N₄NiBr） 14

3.2.1 化合物2的合成 14

3.2.2 化合物2的晶体结构与解析 15

3.2.3 化合物2的傅里叶红外光谱分析（IR） 19

3.2.4 化合物2的介电测量 20

3.3 化合物3（C₄H₁₁O₆N₄NiI） 21

3.3.1 化合物3的合成 21

3.3.2 化合物3的晶体结构与解析 22

3.3.3 化合物3的傅里叶红外光谱分析（IR） 26

3.3.4 化合物3的介电测量 27

第四章 总结 29

参考文献 30

致谢 31

第一章 前言

1.1 钙钛矿

1.1.1 钙钛矿的“成长史”

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