一种具有单分子磁体行为的氰基Fe制造技术

本发明专利技术属于分子基磁性材料技术领域，公开了一种具有单分子磁体行为的氰基Fe

【技术实现步骤摘要】
一种具有单分子磁体行为的氰基Fe
III2
CoⅡ配合物、制备方法与应用


[0001]本专利技术属于分子基磁性材料
，涉及一种具有单分子磁体行为的氰基Fe
III2
CoⅡ配合物、制备方法与应用，具体涉及一种具有慢磁弛豫的单分子磁体行为并伴随着两步弛豫过程的氰基Fe
III2
CoⅡ三核配合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]单分子磁体(SMMs)是一种在一定温度以下可以被磁化的顺磁性分子，是一类在单个分子层面上具有磁双稳态的可在阻塞温度下表现出磁滞或者慢弛豫行为的分子纳米基磁体。与传统的金属或金属氧化物类的长程有序的磁体材料相比，它并没有表现出磁体所具有的典型的磁相变。单分子磁体的性质来源于单个分子本身，各个分子基元之间不具有明显的磁相互作用。此外，单分子磁体还具有透明度高、易于纯化、制备简单、易于化学修饰等特点，便于人们将光学、电学以及手性等性质引入其中进行融合，加速了分子基磁性材料多功能化的发展。
[0003]单分子磁体由于其独特的磁性质和分子尺度的大小，并在高密度信息存储、分子自旋电子学器件和量子计算等方面具有巨大的应用潜力，受到了国际上凝聚态物理、化学以及材料等多领域科学家的广泛关注。已经报道了多种用于制备单分子磁性材料的方法，而其中一种流行的合成策略就是使用短桥且为线性的氰基(CN)基团桥接配体作为构筑单元来合成目标配合物。这些分子通常含有过渡金属离子，并与多个有机辅助配体共同形成稳定的配合物结构，而氰根基团能够在金属中心之间提供有效的、可预测的磁耦合作用，可以很好地控制和预测拓扑结构和磁性。但是目前在氰基桥联3d过渡金属单分子磁体材料的研究进展中，大部分具有单分子磁体行为的配合物都是基于镍离子金属中心来合成的，只有极其少数的具有单分子磁体行为的Fe
III2
CoⅡ配合物。此外，目前大部分研究都是基于单分子磁体单步弛豫过程，对于体系中出现的多步弛豫现象研究还比较少。基于此，我们设计合成了一例具有慢磁弛豫的单分子磁体行为并伴随着两步弛豫过程的氰基Fe
III2
CoⅡ三核配合物。通过研究单分子磁体中的两步弛豫过程，可以更深入地了解单分子磁体的内部结构和动力学行为，更好的实现磁性响应调控，为设计更先进的单分子磁体及其在信息存储、传感器等领域的应用提供基础。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有慢磁弛豫的单分子磁体行为并伴随着两步弛豫过程的氰基Fe
III2
CoⅡ三核配合物及其制备方法与应用。该配合物通过氰基构筑单元有效的在金属中心之间提供了有效的、可预测的磁耦合作用，并通过π
···
π相互作用使配合物中产生较强的铁磁性耦合作用。通过研究单分子中的两步弛豫过程，可以更深入地了解单分子磁体的内部结构和动力学行为，为设计更先进的单分子磁体及其在信息存储、传感器等领域的应用提供基础。
[0005]本专利技术所涉及的一种具有慢磁弛豫的单分子磁体行为并伴随着两步弛豫过程的氰基Fe
III2
CoⅡ三核配合物，其化学式为{[TpFe(CN)3]2Co(L)4}(L＝1
‑
(4
‑
甲氧基苯基)
‑
咪唑)，分子式为C
64
H
60
B2CoFe2N
26
O4。该配合物结晶于三斜晶系空间群，其晶胞参数为：α＝114.596(2)；β＝94.302(2)；γ＝106.165(2)；Z＝1；ρ
calc
(g/cm3)＝1.370。
[0006]本专利技术所涉及的一种具有慢磁弛豫的单分子磁体行为并伴随着两步弛豫过程的氰基Fe
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CoⅡ三核配合物，其制备原料包括：(Bu4N)[(Tp)Fe(CN)3]、1
‑
(4
‑
甲氧基苯基)
‑
咪唑、Co(BF4)2·
6H2O、甲醇和水，其制备方法为室温下溶剂挥发法。
[0007]本专利技术所涉及的一种具有慢磁弛豫的单分子磁体行为并伴随着两步弛豫过程的氰基Fe
III2
CoⅡ三核配合物，其制备方法为：(1)在室温条件下，将0.5mL Co(BF4)2·
6H2O(0.005mmol)的水溶液加入到试管底层；(2)在中间缓慢加入3mL甲醇与水(体积比为1:3)的混合缓冲溶液；(3)最后在混合缓冲溶液上层加入0.5mL含有(Bu4N)[(Tp)Fe(CN)3](0.005mmol)和配体1
‑
(4
‑
甲氧基苯基)
‑
咪唑(0.02mmol)的甲醇溶液；(4)用封口膜密封后放入柜子中避光静置7周得到红色针状晶体，收集晶体，得到该磁性Fe
III2
CoⅡ三核配合物。
[0008]申请人对本专利技术所述的氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物进行磁性研究发现，该配合物中Fe
III
与Co
II
之间存在铁磁耦合作用。
[0009]申请人对本专利技术所述的氰基桥联Fe
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CoⅡ三核配合物进行磁性研究发现，该配合物在外界零场下表现出两步慢磁弛豫过程。因此，本专利技术还包括了上述氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物在制备新型磁性存储材料中的潜在应用。
[0010]与现有技术相比，本专利技术有益效果为：
[0011]本专利技术提供了一种未曾报道过的氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物，该配合物具有明确的单晶结构，分子间存在较强的π
···
π相互作用，便于研究结构与磁学性能之间的关系。本专利技术中的氰基桥联Fe
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CoⅡ三核配合物中无游离的未参与配位的溶剂分子，故其高温热稳定性高，化学性质稳定。同时根据本专利技术中的氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物的直流磁性测试表明其分子内存在较强的铁磁耦合作用。此外，本专利技术中的氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物还表现出慢磁弛豫的单分子磁体行为并伴随着两步弛豫过程，并且该氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物的合成原材料成本低廉易得、合成条件温和、步骤简单、产率较高、重复性能好，便于大规模推广，因此在新型磁性存储材料领域具有较好的应用与开发前景。
附图说明
[0012]图1为本专利技术氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物的分子结构图；
[0013]图2为本专利技术氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物通过π
···
π相互作用连接的空间堆积图；
[0014]图3为本专利技术氰基桥联Fe
III2
CoⅡ三核配合物的X
‑
射线粉末衍射图；
[0015]图4为本专利技术氰基桥联Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有单分子磁体行为的氰基Fe
III2
CoⅡ配合物，其特征在于，化学式为{[TpFe(CN)3]2Co(L)4}，L＝1
‑
(4
‑
甲氧基苯基)
‑
咪唑，分子式为C
64
H
60
B2CoFe2N
26
O4。2.根据权利要求1所述的具有单分子磁体行为的氰基Fe
III2
CoⅡ配合物，其特征在于，所述配合物由以下方法制备：步骤1：在室温条件下，将0.5mL 0.005mmol Co(BF4)2·
6H2O的水溶液加入到试管底层；步骤2：在中间缓慢加入3mL体积比为1:3的甲醇与水的混合缓冲溶液；步骤3：最后在混合缓冲溶液上层加入0.5mL含有0.005mmol的(Bu4N)[(Tp)Fe(CN)3]和0.02mmol配体1
‑
(4
‑
甲氧基苯基)
‑
咪唑的甲醇溶液；步骤4：用封口膜密封后放入柜子中静置7周得到红色针状晶体，收集晶体，得到该磁性配合物。3.根据权利要求1所述的具有单分子磁体行为的氰基Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟银杉，黄杰，朱海浪，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：