磁性材料Co2Na2(hmb)4(N3)2(CH3CN)2·(CH3CN)2 及合成方法

摘要

本发明公开了一种磁性材料[Co2Na2(hmb)4(N3)2(CH3CN)2]·(CH3CN)2及合成方法。磁性材料[Co2Na2(hmb)4(N3)2(CH3CN)2]·(CH3CN)2的分子式为：C40H40Co2N10Na2O12分子量为：1016.66，Hhmb为3-甲氧基-2-羟基苯甲醛。将0.114-0.228克分析纯3-甲氧基-2-羟基苯甲醛溶于5-10毫升无水甲醇与5-10毫升分析纯乙腈的混合溶液中，依次加入0.274-0.548g分析纯六水合高氯酸钴和0.098-0.196g分析纯叠氮化钠，搅拌后加入分析纯三乙胺调节至pH=5.5，搅拌，静置，过滤，洗涤。[Co2Na2(hmb)4(N3)2(CH3CN)2]·(CH3CN)2的磁学性质：分子内钴离子间存在铁磁交换，其表现为铁磁性。本发明具有工艺简单、成本低廉、化学组分易于控制、重复性好并产量高等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性材料[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂(Hhmb为 3-甲氧基-2-羟基苯甲醛)及合成方法。

背景技术

现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中，例如将永磁材料用作马达， 应用于变压器中的铁心材料，作为存储器使用的磁光盘，计算机用磁记录软盘 等。可以说，磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方 方面面紧密相关。对于配合物磁性材料而言,探索其磁性产生的机理和建立合理 的理论模型是其快速发展的依据。从分子设计入手,合理裁剪分子结构,既可以 经济快捷地开发出磁性配合物,又可对其进行官能团修饰改变其磁性。随着人们 对磁性理论和配位化学研究的深入,将合成出更多的具有实用价值的有机配合 物磁性材料,而这些配合物磁性材料的应用将在航天、航空、军工、信息、超导 等领域引发一系列重大的技术革新。

发明内容

本发明的目的就是为设计合成磁学性质优异的功能材料，利用常温溶液法 合成技术合成[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂。

本发明涉及的[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的分子式为： C₄₀H₄₀Co₂N₁₀Na₂O₁₂，分子量为：1016.66,Hhmb为3-甲氧基-2-羟基苯甲醛，晶 体结构数据见表一,键长键角数据见表二。

表一Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的晶体学参数

表二[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的键长和键角(°)

[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的合成方法具体步骤为：

将0.114-0.228克分析纯3-甲氧基-2-羟基苯甲醛溶于5-10毫升无水甲醇与 5-10毫升分析纯乙腈的混合溶液中，再依次加入0.274-0.548g分析纯六水合高氯 酸钴和0.098-0.196g分析纯叠氮化钠，并搅拌10分钟使溶液混合均匀后加入分 析纯三乙胺调节至pH＝5.5，继续搅拌20分钟后，将所制得的混合液静置于室 温下，三天后得到红色块状晶体，过滤，并用分析纯甲醇洗涤干净，于空气中 晾干后得到产品[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂。

[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的磁学性质：分子内钴离子间存在 铁磁交换，其表现为铁磁性。

本发明具有工艺简单、成本低廉、化学组分易于控制、重复性好并产量高 等优点。

附图说明

图1为本发明[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的结构图，氢原子和 溶剂分子去掉。

图2为本发明[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂χ_M-T,χ_MT-T曲线 图。

图3为本发明[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂χ_M^–1-T曲线图。

具体实施方式

实施例1：

本发明涉及的[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的分子式为：

C₄₀H₄₀Co₂N₁₀Na₂O₁₂分子量为：1016.66。

[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的合成方法具体步骤为：

(1)将0.114克分析纯3-甲氧基-2-羟基苯甲醛溶于5毫升无水甲醇与5毫升 分析纯乙腈的混合溶液中，再依次加入0.274g分析纯六水合高氯酸钴和0.098g 分析纯叠氮化钠，并搅拌10分钟使溶液混合均匀后加入分析纯三乙胺调节至pH ＝5.5，继续搅拌20分钟后，将所制得的混合液静置于室温下，三天后得到红色 块状晶体，过滤，并用分析纯甲醇洗涤干净，于空气中晾干后得到产品 [Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂。产量：98mg,产率：51.41％，并通过 单晶衍射其测定[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的结构，晶体结构数据 见表一，键长键角数据见表二。

(2)将0.0326克步骤(1)得到的产品碾碎后在磁性测试仪器上进行磁性 测试，得到磁性测试曲线如附图2、3，[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂在室温下χ_MT为6.84cm³Kmol^-1，随着温度降低，χ_MT逐渐升高，至11K达到 最大值11.35cm³Kmol^-1，随后急剧降至8.57cm³Kmol^-1。在对χ_M-T,χ_MT–T曲 线进行分析拟合后得到郎德因子为2.58，分子内钴离子之间的磁交换常数为 9.48cm^-1,分子间钴离子的磁交换常数为：-0.622cm^-1。且χ_M^–1-T曲线遵从居里- 韦斯定律，对其拟合得到韦斯常数为12.55K，居里常数为6.63cm³Kmol^–1。大 而正的韦斯常数，分子内磁交换常数及χ_MT-T曲线趋势均暗示分子内钴离子间存 在铁磁交换，其整体表现为铁磁性。

实施例2：

本发明涉及的[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的分子式为：

C₄₀H₄₀Co₂N₁₀Na₂O₁₂分子量为：1016.66。

[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的合成方法具体步骤为：

(1)将0.228克分析纯3-甲氧基-2-羟基苯甲醛溶于10毫升分析纯无水甲 醇与10毫升分析纯乙腈的混合溶液中，再依次加入0.548g分析纯六水合高氯酸 钴和0.196g分析纯叠氮化钠，并搅拌10分钟使溶液混合均匀后加入分析纯三乙 胺调节至pH＝5.5，继续搅拌20分钟后，将所制得的混合液静置于室温下，三 天后得到红色块状晶体，过滤，并用分析纯甲醇洗涤干净，于空气中晾干后得 到产品[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂。

(2)将0.0325克步骤(1)得到的产品碾碎后在磁性测试仪器上进行磁性 测试，得到磁性测试曲线如图2、3，[Co₂Na₂(hmb)₄(N₃)₂(CH₃CN)₂]·(CH₃CN)₂的 χ_MT室温下为6.84cm³Kmol^-1，随着温度降低，χ_MT逐渐升高，至11K达到最大 值11.35cm³Kmol^-1，随后急剧降至8.57cm³Kmol^-1。在对χ_M-T,χ_MT–T曲线进 行分析拟合后得到郎德因子为2.58，分子内钴离子之间的磁交换常数为9.48cm^-1, 分子间钴离子的磁交换常数为：-0.622cm^-1。且χ_M^–1-T曲线遵从居里-韦斯定律， 对其拟合得到韦斯常数为12.55K，居里常数为6.63cm³Kmol^–1。大而正的韦斯 常数，分子内磁交换常数及χ_MT-T曲线趋势均暗示分子内钴离子间存在铁磁交 换，其整体表现为铁磁性。