專利名稱：一種鐵電材料有機模板金屬硼磷酸鹽及其制備方法與用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵電材料有機模板金屬硼磷酸鹽(分子式QH^N2Bj3CoOJ及
其制備方法與用途。
背景技術：
鐵電材料是一種同時具有鐵電、壓電、熱釋電、電光、非線性光學等性能的多 功能材料。所謂鐵電材料，是指晶體結構在不加外電場時就具有自發極化現象，其自發 極化的方向能夠被外加電場反轉或重新定向的材料。材料的這種特性被稱為"鐵電現 象"或"鐵電效應"。近些年來，鐵電材料發展極為迅速，已廣泛應用于電子技術、激 光技術、紅外探測技術、超聲(和微波聲學)技術、固態記憶和顯示技術以及其他工程技 術方面，而研制和生產性能優良的鐵電材料，又是發展各種鐵電、壓電、熱電和電光等 功能器件的基礎。因此，目前國際上對鐵電材料的研制和探索十分活躍。
目前人們對鐵電材料的研究和應用主要集中在無機材料上。無機鐵電材料由于 具有高強度、高硬度、耐高溫、性能長期穩定、使用壽命長等優點而被廣泛應用，但是 由于無機鐵電薄膜的制作需要高真空較高溫度的條件，使制作成本較為昂貴，不易制作 大面積薄膜且需要采用硬質材料作基片，較大地限制了其應用。近年來，有機鐵電體薄 膜也倍受青睞，主要是由于與無機鐵電材料相比，其具有易制成大面積薄膜、制作成本 低、低溫制作條件、相對大的分子超極化率、大的電致伸縮應變能力、與空氣的抗聲阻 匹配性有獨特的優越性等優點，同時由于其低溫制作條件而可以用柔軟的塑料作基片。 但是由于有機鐵電材料的鐵電耦合系數較低，相對介電常數較小，性能、功能的長期穩 定性相對差一些，從而使其應用受到較大限制。因此，研究新型鐵電材料以克服無機或 有機鐵電材料的固有缺陷已成為當前鐵電材料的研究重點。 近幾年來，具有鐵電效應的有機模板金屬硼磷酸鹽引起了人們的極大研究興 趣，這是由于這類雜化材料經過精心設計和調控，可以達到揚無機材料和有機材料各自 優點之長和避其缺點之短的"雜交優勢"的效果，而且無機硼氧金屬骨架和有機模板組 份之間的相互作用，可以使此類材料呈現出新穎的性質。
發明內容
本發明的目的在于提供一種鐵電材料有機模板金屬硼磷酸鹽(分子式 C4H13N2B2P3Co013)及其制備方法與用途，該材料的制備方法如下所述硼磷酸鹽在水熱條件下合成的方法制得；反應物乙酸鈷(Co(CH3C00)》、 硼酸(H3B03)、哌嗪(C4&。N2)、磷酸(H3P04)作為原料，采用水作為溶劑，上述
Co : h3bo3 : c4h1(in2 : h3po4 : h2o的摩爾比為0.5 5 : 1 3 : 0.5 3 : 1.5
6 : 16 50，水熱反應升溫至140到22(TC，室溫下自然冷卻，生長了有機金屬硼磷酸鹽 的單晶，得到QH^N2B2P3CoOu化合物。 上述乙酸鈷被同物質量的六水合硝酸鈷、硝酸鈷、硫酸鈷或氯化鈷取代，得到相同的C4H13N2B2P3Co013化合物。 測得該硼磷酸鹽的晶體結構，結構參數如下 分子式為C4H13N2B2P3Co013， 空間群為Ima2(No.46)， 單胞參數為tf =
.12,4820 (8) A， 6 = 9,4146 (3) A， c = 11.4646 (2) A， a = P = y = 90.00° ， z =4，單胞體積V =1347.2(1) 所述的有機模板金屬硼磷酸鹽的用途該材料應用于存儲和恢復信息、傳輸光 信息、圖像顯示和全息照像中的編頁器、鐵電光閥陣列作全息照像的存儲。
本發明的有益效果是 本發明提供的有機模板金屬硼磷酸鹽是在水熱條件下化學合成方法生長出的晶 體。本發明所采用的材料制備工藝簡單、產率高及重復性好等優點。 該材料的優點是不易溶于一般的溶劑，熱分解溫度點高(空氣氛中可以穩定到 250°C)，晶體顆粒均勻。
具體實施例方式1、化合物的制備 1.稱取乙酸鈷(Co(CH3COO)2)0.088到0.880g，硼酸(H3BO3)0.062到0.186g，哌 嗪(QHi。N2)0.048到0.258，量取0.18到0.72ml磷酸水溶液(H3P04質量濃度85 % )，水 (H2O)3.0到9.0ml作為溶齊U，上述Co : H3B03 : C4H10N2 : H3P04 : 1120的摩爾比為 0.5 5 : 1 3 : 0.5 3 : 1.5 6 : 16 50，攪拌20min，裝入密閉的28mL的反 應釜中，升溫至140 220°C，恒溫1到7天，取出后在室溫條件下自然冷卻，便可得到 晶體。經X射線單晶衍射分析，確定該晶體為C4H13N2B2P3Co013。乙酸鈷被同物質量的 六水合硝酸鈷、硝酸鈷、硫酸鈷或氯化鈷取代，得到相同的<:41113&32&0)013化合物。
具體反應物按摩爾比計提供實施實例如下
<formula>formula see original document page 4</formula> 2、性能測試 我們對得到的有機模板金屬硼磷酸鹽進行研究發現該化合物的極化強度P 與外施電場強度E的關系曲線表明具有明顯的鐵電效應，Pr = 0.029 iiC/cm2， Ps =0.055 ii C/cm'。
權利要求
一種鐵電材料有機模板金屬硼磷酸鹽，其特征在于該硼磷酸鹽分子式為C4H13N2B2P3CoO13，空間群為Ima2(No.46)，單胞參數為α＝β＝γ＝90.00°，Z＝4，單胞體積
2. —種權利要求l所述的有機模板金屬硼磷酸鹽的制備方法，其特征在于所述硼磷酸鹽在水熱條件下合成的方法制得；反應物乙酸鈷(Co(CH3C00)》、 硼酸(H3B03)、哌嗪(C4&。N2)、磷酸(H3P04)作為原料，采用水作為溶劑，上述Co : h3bo3 : c4h1(in2 : h3po4 : h2o的摩爾比為0.5 5 : 1 3 : 0.5 3 : 1.5 6 : 16 50，水熱反應升溫至140至IJ 220。C，室溫下自然冷卻，得到C4H13N2B2P3Co013化 合物。
3. 根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于上述乙酸鈷被同物質量的六水合硝酸鈷、硝酸鈷、硫酸鈷或氯化鈷取代，得到相同的<:41113&32&0)013化合物。
4. 權利要求1所述的有機模板金屬硼磷酸鹽的用途該材料應用于存儲和恢復信息、傳輸光信息、圖像顯示和全息照像中的編頁器、鐵電光閥陣列作全息照像的存儲。
全文摘要
本發明公開了一種鐵電材料有機模板金屬硼磷酸鹽及其制備方法與用途，該硼磷酸鹽分子式為C4H13N2B2P3CoO13，空間群為Ima2(No.46)，單胞參數為α＝β＝γ＝90.00°，Z＝4，單胞體積該材料采用水熱反應得到晶體；該材料應用于存儲和恢復信息、傳輸光信息、圖像顯示和全息照像中的編頁器、鐵電光閥陣列作全息照像的存儲；本發明的方法制備工藝簡單、產率高及重復性好。
文檔編號C07F15/06GK101691386SQ20091019313
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月16日 優先權日2009年10月16日
發明者李大光, 歐陽萍, 潘春陽, 胡升 申請人:廣東工業大學