沸石结构钴-咪唑类配位聚合物制备与介电性质

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作为一类新型多功能杂化材料,金属-有机框架化合物(MOFs)具有有机-无机杂化特性、结构可调、丰富的拓扑结构以及特殊的光电磁性质,在诸多领域展现出潜在应用价值,引起物理、化学和材料科学等研究者们广泛关注。  与传统的多孔材料相比,MOFs材料自身独特的结构优势,并已成为目前新型功能材料研究领域一个热点方向。迄今为止,关于MOFs研究的大部分科研报道集中在气体吸附和分离、气体储存、有机小分子的选择性分离、离子交换、多相催化、药物传输和化学传感等方面。当MOFs化合物孔道中存在无序极性客体分子时,客体分子无序-有序转变,可能诱导MOFs长程极化有序,从而具有铁电性质。因此,在微电子材料领域,MOFs材料也具有潜在的应用前景。  在本论文工作中,参照文献,通过溶剂热反应,我们成功合成了两个分别由金属Co(Ⅱ)离子与咪唑配体构筑的极性MOFs化合物[Co2(im)4·Py]8(1)、[Co(im)2]8(3)(im=咪唑,Py=吡啶)。两个化合物分别具有类方英石和类钠长石拓扑结构。在室温条件下,用丙酮浸泡化合物1,溶剂交换72 h后,框架内部客体吡啶分子完全脱去,我们得到了无晶格溶剂的金属有机框架化合物[Co2(im)4·Ace]8(2)。我们对化合物1-3进行了C、H和N元素含量分析、红外光谱、热重分析、差示扫描量热分析和粉末X-射线衍射等表征,研究了化合物1-3的变温和变频介电性质。研究结果表明,在123-423 K温度区间,以及1-107 Hz交流电场频率范围内,化合物2和3表现出相似介电弛豫行为。然而,在相同温度和频率范围内,我们没有观察到化合物1的介电弛豫行为。
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