CuBr-,2-基有機-無機層狀類鈣鈦礦雜合物材料的合成與表征.pdf

1、有機-無機層狀類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)雜合物使在分子水平上兼具有機、無機組元的性能優(yōu)勢成為可能。但目前所得的雜合物在性能上還不能滿足器件使用要求。增加鈣鈦礦層數(shù)可以提高雜合物的電子學性能，但其結(jié)構(gòu)的形成及控制困難。因此，本文對含單及雙鈣鈦礦層的雜合物合成進行研究，探索其結(jié)構(gòu)形成規(guī)律。
　　 本文選擇(C4H9NH3)2(CH3NH3)n-1CunBr3n+1(n=1，2)體系為研究對象，擬得到單鈣鈦礦層和雙鈣鈦礦層的溴化銅基雜合物。采用傳統(tǒng)

2、溶液法和低溫固相法，系統(tǒng)地對合成工藝進行了探索。
　　 溶液法合成單層雜合物時，溶劑種類不影響產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。當合成理論雙層雜合物時，不同溶劑下產(chǎn)物結(jié)構(gòu)也相同(但在HBr為溶劑時產(chǎn)物含有單層結(jié)構(gòu)相)；原料配比和反應(yīng)溫度的改變不會改變產(chǎn)物XRD的峰位，但會影響產(chǎn)物結(jié)晶性。最佳工藝條件為：乙醇為溶劑，原料配比為2:2.5∶2，在60℃反應(yīng)。固相法也可成功合成單層雜合物。當合成理論雙層雜合物時，原料配比的改變會影響合成的反應(yīng)程度；反應(yīng)溫度和

3、反應(yīng)時間不改變產(chǎn)物XRD峰位，但影響產(chǎn)物結(jié)晶性。最佳工藝條件為：原料配比為2:2.5∶2時，在80。℃的溫度下保溫3天。
　　 用常溫下的X射線衍射譜、元素分析、掃描電鏡、紅外光譜、熱分析及光譜分析對產(chǎn)物的常溫結(jié)構(gòu)、組分及性質(zhì)進行了表征。實驗結(jié)果表明，含單鈣鈦礦層的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與預(yù)期的結(jié)構(gòu)一致，具有典型的層狀結(jié)構(gòu)；但預(yù)期的含雙鈣鈦礦層的產(chǎn)物未能獲得，盡管其晶體結(jié)構(gòu)仍具較明顯的取向性。對其結(jié)構(gòu)及性能表征的數(shù)據(jù)分析表明，所獲得的產(chǎn)物很可

4、能是甲胺鹽和丁基胺鹽兩種胺鹽陽離子同時進入無機層間的單鈣鈦礦層的結(jié)構(gòu)。元素分析的結(jié)果與推測結(jié)構(gòu)的化學式(C4H9NH3)(CH3NH3)CuBr4元素百分比較為吻合。紅外譜中的-CH2-相關(guān)振動吸收峰明顯減弱，表明丁基胺含量的減低，支持對以上結(jié)構(gòu)的推測。熱分析結(jié)果表明，新結(jié)構(gòu)產(chǎn)物分解溫度低于單層產(chǎn)物，與甲胺鹽陽離子存在時有機元間作用力弱而導致分解溫度下降的理論趨勢一致。光譜分析結(jié)果表明，兩者的吸收峰位置變化不大，二者的熒光光譜峰位也基本