高岭石/2-吡嗪羧酸插层化合物的制备及其铁电性质
2021-08-25赵顺平冯小亮朱苗苗
材料科学与工程学报 2021年4期
赵顺平,郭 玉,徐 衡,汪 婕,冯小亮,朱苗苗
(安庆师范大学化学化工学院,光电磁功能材料安徽省重点实验室,光电磁功能配合物和纳米配合物安徽省重点实验室,安徽 安庆 246011)
1 前 言
铁电材料具有自发极化和随外电场作用极性反转的特性,作为一类重要的功能材料,广泛应用于光电和存储等领域[1-2]。传统的铁电体大多属于无机物,例如钛酸钡、铌酸钾、钛酸铅等,具有饱和极化强度高、性能稳定等优点,但是矫顽场高、介电损耗大等缺点限制了它的应用[3]。有机-无机杂化可以综合各组分优势,有效地化解此类难题,近年来尝试通过杂化方法制备新型有机-无机铁电体的研究引起广泛关注[4-5]。已有报道采用配合化学手段可以获得一些杂化铁电单晶,产物展现优良的光电磁性质[6],然而实际应用也面临一些合成过程繁琐、试剂使用频繁、绿色化、晶态材料使用不方便等问题。
高岭石(Al2Si2O5(OH)4)是一种具有1∶1层状结构的天然矿物材料,由一片Si-O四面体层通过Si-O-Al键与一片Al-O八面体层相连,沿着c轴堆叠,两个相邻的表面之间形成一个紧密的氢键网络。部分强极性的有机分子如二甲亚砜、醋酸盐等可以通过直接或间接的方式进入层间,形成一类高岭石/有机插层化合物[7-8]。插层作用一方面可以扩张高岭石层间距、改善层间微环境,另一方面则显著影响客体分子在层间的排列方式,从而产生一些新的功能性质。研究发现,高岭石的结构缺陷或层间水[9]、部分极性分子插层能引起铁电性[10-11],表明通过选择合适的客体分子插层高岭石的方法,可以获得新的杂化铁电材料。……
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