一种Fe12Sm4零维结构配合物磁性材料及其制备方法技术

一种Ｆｅ↓［１２］Ｓｍ↓［４］零维结构配合物磁性材料，其中心铁离子是六配位、中心钐离子是八配位，十二个铁离子和四个钐离子通过μ↓［３］－ＯＨ↑［－］、μ↓［３］－Ｏ↑［２－］、μ↓［４］－Ｏ↑［２－］和苯甲酸根桥连，构成具有十六核结构的零维分子；其制备方法为：将三角铁前体与硝酸钐溶解在乙腈溶剂中并搅拌均匀；在加热条件下得到块状单晶；分离后得到的晶体用乙腈溶剂洗涤１～３次后自然干燥即可。本发明专利技术的优点是：该配合物磁性材料具有较大的磁各项异性，在低温条件下呈现慢的磁弛豫现象；制备方法简单、效率高、成本低，适于规模化生产；磁性测试表明该配合物磁性材料具有中等基态自旋值，在材料科学领域中具有潜在的巨大应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异金属-有机配合物磁性材料，特别是一种FeuSm4零维结构配合物磁 性材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，具有精美结构和独特磁性的高核配合物，特别是单分子磁体(SMMs)已经 引起了人们极大的研究兴趣(见文献Stamatatos, T. C.; Abboud， K. A.; Wernsdorfer, W.; Christou， G Angew. Chem. Int. Ed. 2006， 45， 4134~4137; Manoli， M.; Johnstone, R. D. L.; Parsons, S.; Murrie, M.; Affronte， M.; Evangelisti, M.; Brechin, E. K. Angew. Chem. Int. Ed. 2007， 46, 4456~4460; Tasiopoulos， A. J.; Perlepes， S. P. Dalton Trans. 2008， 5515-5522等)。 单分子磁体展示出的慢弛豫现象和量子效应使它们可能应用于高密度信息器件、量子 计算机和分子自旋电子学中。目前，已报道的纳米磁体大多数是含有Mnm和Co"的多 核过渡金属簇，这是因为Mi^和CoU大的单离子磁各项异性对单分子磁体的磁性行为 有至关重要的作用。而铁簇展示慢磁弛豫的磁各向异性却很大程度上取决于分子结构 中的不对称交换作用，这是很难把握的(见文献Rajaraman， G; Cano, J.; Brechin, E. K.; Mclnnes, E. J. L. Chem. Co薩un.， 2004， 1476~1477; Liu， T.; Zhang, Y,J.; Wang, Z.-M.; Gao， S. J.Am. Chem. Soc. 2008,130， 10500~10501等)。另夕卜，从单核Lnm化合物展现出 慢的磁弛豫现象可以看出，Lnm离子具有较大的磁各项异性(见文献Mishra， A.; Wernsdorfer， W.; Abboud， K. A.; Christou, G J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15648-15649; Osa, S.; Kido,T.; Matsumoto， N.; Re, N.; Pochaba, A.; Mrozinski， J. J. Am. Chem. Soc. 2004: 126， 420-421等)。因此，将Smm引入到Fem簇体系能诱导新合成的分子具有较大的磁 各项异性，磁各项异性结合非零自旋基态就可能导致出现慢的磁弛豫现象，这将成为 一种简单而有效的构筑单分子磁体的新方法，这种方法的研究和探索，对于分子基磁体领域有着非常重要的意义，对开发新型材料也会产生很大的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种能在低温条件下呈现慢的磁弛豫现象、 制备方法简单且效率高、成本低的FeuSm4零维结构配合物磁性材料及其制备方法 一种FeuSm4零维结构配合物磁性材料，化学式为，其中心铁离子是六配位、中心钐离子是八配 位，十二个铁离子和四个钐离子通过|a3-OH'、^-02—和苯甲酸根桥连，构成具 有十六核结构的零维分子。所述Fe12Sm4零维结构配合物磁性材料的制备方法，包括以下步骤将化学式为 (PhC02)的三角铁前体与化学式为Sm(N03)y9H20的硝酸钐溶解 在乙腈溶剂中并搅拌均匀；在加热条件下得到块状单晶；分离后得到的晶体用乙腈溶 剂洗涤1 3次后自然干燥即可。所述三角铁前体与硝酸钐的摩尔比为2:3 1。所述的乙腈溶剂的使用量为每100毫克固体原料5 10毫升。所述的加热条件为120 140°C下保温两天后降至室温。本专利技术的优点是该配合物磁性材料具有较大的磁各项异性，在低温条件下呈现 慢的磁弛豫现象；制备方法简单、效率高、成本低，适于规模化生产；磁性测试表明 该配合物磁性材料具有中等基态自旋值，在材料科学领域中具有潜在的巨大应用价值。 附图说明图1为该Fe^Sm4零维结构配合物磁性材料的分子结构示意图。 具体实施例方式实施例1:将0.1毫摩尔的化学式为(PhC02)的三角铁前体100毫克与 0.05毫摩尔的化学式为Sm(N03)y9H20的硝酸钐25毫克溶解在9毫升乙腈溶剂中，搅 拌均匀后封入水热釜中，在120。C下保温两天后缓慢降至室温得到块状单晶，分离后 得到的晶体用乙腈溶剂洗涤1次后自然干燥，即可制得FenSm4零维结构配合物磁性材 料。该实施例中所用的三角铁前体是按照文献报道的方法合成的，见文献Weinland, R.F.; Herz， A. Ber. Deutsch. Chem. Ges. 1912， 45， 2662.。实施例2:将0.1毫摩尔的化学式为(PhC02)三角铁前体100毫克与 0.15毫摩尔的化学式为Sm(N03)y9H20的硝酸钐74毫克溶解在9毫升乙腈溶剂中，搅 拌均匀后封入水热釜中，在140。C下保温两天后缓慢降至室温得到块状单晶，分离后 得到的晶体用乙腈溶剂洗涤3次后自然干燥即可制得Fe12Sm4零维结构配合物磁性材 料。该实施例中所用的三角铁前体是按照文献报道的方法合成的，见文献Weinland, R.F.; Herz， A. Ber. Deutsch. Chem. Ges. 1912, 45， 2662.。上述两个实施例所制得的晶体的结构参见图1。在显微镜下选取合适大小的单晶，室温下在SCX-Mini单晶衍射仪上，用经石墨单色器单色化的Mo-Ka射线(A = 0.71073 A)，以^^方式收集衍射数据；所有衍射数据 使用SADABS程序进行吸收校正];晶胞参数用最小二乘法确定；数据还原和结构解析 分别使用SAINT和SHELXTL-97程序完成；先用差值函数法和最小二乘法确定全部非 氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子位置，然后用最小二乘法对晶体结构进行精 修。检测结果表明晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为a=30.759(8)、 b =27.983(9)、 c = 20.604(4) A、 a =y =90.00、 〃 = 92.87(3);中心铁离子是六配位，中心 钐离子是八配位，十二个铁离子和四个钐离子通过^-OH—、内-02—、 ^4-02—和苯甲酸根 桥连，构成具有十六核结构的零维分子。对上述两个实施例所制得的晶体的磁性进行了检测采用MPMS-XL SQUID磁强 计(5T)(西班牙巴塞罗那大学)、有效磁矩按公式^1祖=2.8280^)1/2计算、抗磁部分用 Pascal's常数校正，检测结果表明，该磁性材料分子内部既存在铁磁耦合相互作用，又 存在反铁磁耦合相互作用，二种耦合作用相互竞争，从而导致分子内的自旋没有完全 抵消，存在净自旋，在低温下，具有中等的基态自旋值(g=2.0),出现慢的磁弛豫现 象。权利要求1.一种Fe12Sm4零维结构配合物磁性材料，其特征在于化学式为，其中心铁离子是六配位、中心钐离子是八配位，十二个铁离子和四个钐离子通过μ3-OH-、μ3-O2-、μ4-O2-和苯甲酸根桥连，构成具有十六核结构的零维分子。2. 根据权利要求1所述FeuSm4零维结构配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｆｅ１２Ｓｍ４零维结构配合物磁性材料，其特征在于：化学式为［Ｆｅ↓［１２］Ｓｍ↓［４］（μ↓［４］－Ｏ）↓［６］（μ↓［３］－Ｏ）↓［４］（μ↓［３］－ＯＨ）↓［４］（ＰｈＣＯ↓［２］）↓［２４］］，其中心铁离子是六配位、中心钐离子是八配位，十二个铁离子和四个钐离子通过μ↓［３］－ＯＨ↑［－］、μ↓［３］－Ｏ↑［２－］、μ↓［４］－Ｏ↑［２－］和苯甲酸根桥连，构成具有十六核结构的零维分子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卜显和，曾永飞，胡鑫，陈灼，冷小辉，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]