类钙钛矿有机/无机杂合物及其掺杂化合物的合成与表征

摘要

层状类钙钛矿有机/无机杂合物在分子尺度上兼具有机物、无机物性能优势，具有电学、光学、磁学特性，引起了人们的研究兴趣。掺杂是材料改性和新型材料制备的重要手段。通过掺杂可得到更多具有特殊结构和性能的层状类钙钛矿化合物。
　　本文以液相合成法制备得到了三种基于正丁胺的类钙钛矿杂合物和三种基于乙二胺的类钙钛矿杂合物，并进行了金属离子掺杂研究，采用元素分析、红外光谱、X-射线衍射谱、热重、差示扫描量热等分析手段对合成产物的结构和性能进行了表征。
　　合成了[NH3(CH2)2NH3]MCl4(M=Cu、Mn、Cd)和(C4H9NH3)2MCl4(M=Cu、Mn、Cd)，所合成产物结构与预期结构一致，具有典型的层状结构，无机层间的有机胺基团以质子化形式NH3+存在，并与无机层以N—H…Cl氢键相结合；各杂合物热稳定性很好，分解温度均在200℃以上；在200℃之前，杂合物出现了2~3个明显的固-固相变吸热峰，具有较低的相变温度及较高的固-固相变焓。
　　合成了六种掺杂产物：(C4H9NH3)2Cu0.90Mn0.10Cl4、(C4H9NH3)2Cd0.75Cu0.25Cl4、(C4H9NH3)2Cd0.60Mn0.40Cl4、[H3N(CH2)2NH3]Cu0.90Mn0.10Cl4、[H3N(CH2)2NH3]Cd0.70Cu0.30-Cl4、[H3N(CH2)2NH3]Cd0.75Mn0.25Cl4；掺杂对化合物的结构无影响，产物具有层状结构；掺杂对杂合物的热稳定性影响不大，掺杂化合物均具有较高的热稳定性，分解温度在200℃以上；掺杂对化合物的固-固结构相变有一定影响，化合物(C4H9NH3)2Cd0.75Cu0.25Cl4和(C4H9NH3)2Cd0.60Mn0.40Cl4、[H3N(CH2)2NH3]Cd0.70Cu0.30Cl4的相变焓明显小于母体化合物，而[H3N(CH2)2NH3]Cd0.75Mn0.25Cl4的相变焓则大于其母体化合物。

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第1章 绪论

1.1 层状类钙钛矿有机/无机杂合物

1.2 层状类钙钛矿有机/无机杂合物的掺杂研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第2章 杂合物的制备及测试方法

2.1 杂合物的制备

2.2 杂合物的结构和性能的表征方法

第3章 层状类钙钛矿有机/无机杂合物的研究

3.1 (C4H9NH3)2MCl4(M=Cu、Mn、Cd)杂合物表征

3.2 [NH3(CH2)2NH3]MCl4(M=Cu、Mn、Cd)杂合物的表征

3.3 本章小结

第4章 层状类钙钛矿金属离子掺杂型化合物的研究

4.1 基于正丁胺的金属离子掺杂型杂合物的表征

4.2 基于乙二胺的金属离子掺杂型杂合物的表征

4.3 本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢