一种由Co(II)-羧基构筑的一维配位聚合物磁性材料及其制备方法

摘要

本发明属于分子磁体合成技术领域，特别涉及一种由Co(II)-羧基构筑的一维配位聚合物磁性材料及其制备方法。所述磁性材料分子式为[Co(C

说明书

技术领域

本发明属于分子磁体合成技术领域，特别涉及一种由Co(II)-羧基构筑的一维配位聚合物磁性材料及其制备方法。

背景技术

近年来，分子磁体由于具有密度低，透明性好以及合成方法更温和等优点，成为磁性材料领域最为活跃的研究领域之一（Y.Z. Zheng, M.L. Tong, W.X. Zhang, X.M. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 6310-6314; T. Liu, Y.J. Zhang, Z.M. Wang, S. Gao, Inorg. Chem.2006, 45, 2782-2784; B. Jan, N. Christian, Dalton Trans.2010, 39, 11019-11026.）。金属配合物分子磁体是目前研究得最广泛、最深入的一类分子磁体，其自旋载体为顺磁性金属离子。借助于晶体工程，人们可以通过控制自旋承载中心的位置和连接方式来获得磁性质改善或复合其它有用性质的配合物。由这些高自旋的配合物进行适当的分子组装，可以形成多核、一维、二维及三维分子磁体。然而，设计和构筑这类化合物仍然具有很大的挑战性。因此，进一步的研究和探索，对于配位聚合物领域有着非常重要的意义，对开发新型磁性材料也会产生很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的由Co(II)-羧基构筑的一维配位聚合物磁性材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种由Co(II)-羧基构筑的一维配位聚合物磁性材料，所述磁性材料分子式为[Co(C₉H₅N₂O₄)₂]_n，晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c,晶胞参数为：a = 16.125(3) ?, b = 6.8063(14) ? , c = 15.592(3) ?,α= 90°,β= 108.985(4) °,γ= 90°。

所述磁性材料的分子结构为：

。

所述磁性材料的一维链结构为：

。

本发明进一步提供了一种所述的由Co(II)-羧基构筑的一维配位聚合物磁性材料的制备方法，以水为溶剂，2-氨基-对苯二甲酸，2-氯-4,6-二氨基-三嗪和氯化钴混合后在水热条件下反应制得所述磁性材料。

较为具体的，将2-氨基-对苯二甲酸、2-氯-4,6-二氨基-三嗪和CoCl₂·6H₂O 加入水中，搅拌10-20min，然后在170-190℃恒温密闭3天，即得所述磁性材料。

2-氨基-对苯二甲酸，2-氯-4,6-二氨基-三嗪，CoCl₂·6H₂O的物质的量比为1-1.3:0.8-1:2，每摩尔氯化钴对应加入水的体积为3-5L。

本发明的配体C₉H₅N₂O₄的制备机理如下：

本发明提供的一维配位聚合物磁性材料的磁性结果表明其是一种铁磁体，可以作为分子基磁性材料，在航天材料、微波材料、信息记录材料、光磁及电磁材料等领域有广阔的应用前景。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明提供的一维配位聚合物磁性材料具有铁磁性，可以作为分子基磁体，在航天材料、微波材料、信息记录材料、光磁及电磁材料等领域有广阔的应用前景；其制备工艺简单。

附图说明

图1为本发明一维配位聚合物磁性材料的分子结构图；

图2为本发明一维配位聚合物磁性材料的一维链状结构；

图3为本发明一维配位聚合物磁性材料的χ_mT-T曲线，χ_m^-1-T曲线及其拟合图；

图4为本发明一维配位聚合物磁性材料低温下的ZFC和FC磁化强度对温度的关系图（100 G，50 G和10 G场强下）；

图5为不同频率（100-5000Hz）下交流磁化率对温度的关系图。

具体实施方式

   以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

取2-氨基-对苯二甲酸（1mmol），2-氯-4,6-二氨基-三嗪(1mmol），CoCl₂·6H₂O(2mmol)加入10毫升的水中，搅拌20分钟，然后密封于25毫升聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下恒温三天，得到了紫色条状晶体。

实施例2

取2-氨基-对苯二甲酸（1.3mmol），2-氯-4,6-二氨基-三嗪(1mmol），CoCl₂·6H₂O(2mmol)加入8毫升的水中，搅拌15分钟，然后密封于25毫升聚四氟乙烯反应釜中，在170℃下恒温三天，得到了紫色条状晶体。

实施例3

取2-氨基-对苯二甲酸（1mmol），2-氯-4,6-二氨基-三嗪(0.8mmol），CoCl₂·6H₂O(2mmol)加入6毫升的水中，搅拌10分钟，然后密封于25毫升聚四氟乙烯反应釜中，在190℃下恒温三天，得到了紫色条状晶体。

1）晶体结构测定：

选取优质的单晶用于结构分析，在296±2K下在Bruker Apex-II CCD衍射仪上，采用石墨单色化的Mo Kα射线（λ = 0.71073 ?），在2.67°＜θ＜28.22°的范围内收集晶体衍射点数据，晶体结构由经验法解出，配合物所有的非氢原子的坐标用全矩阵的最小二乘法进行各向异性温度因子修正，所有的氢原子坐标由理论加氢程序找出。配合物的晶体学数据见下表1：

表1

 

2）红外光谱测定：

用溴化钾压片法在400~4000 cm^–1范围内用美国Nicolet magna 750 傅里叶红外光谱仪测定。

所得配合物的主要红外吸收峰为：3432 cm^-1, 3257 cm^-1, 2342 cm^-1, 1655 cm^-1, 1575 cm^-1, 1521 cm^-1, 1458 cm^-1, 1385 cm^-1, 1339 cm^-1, 1283 cm^-1, 1147 cm^-1, 1094 cm^-1, 984 cm^-1, 762 cm^-1, 668 cm^-1, 560 cm^-1.

3)磁性测试:用Quantum Design公司的MPMS-XL5 SQUID磁力计进行测试：

磁性测试结果见图3，图4和图5。该测试结果表明该配合物为铁磁体，可以作为分子基磁性材料。

上述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明所作的改变均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。