[发明专利]一种Co-Ho双功能分子磁性材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子磁性材料的制备方法，属于功能材料合成技术领域。

背景技术

单分子磁体研究(Single-MoleculeMagnets，SMMs)是近年来兴起的新型研究领域。单分子磁体是介于分子基磁体和纳米磁性材料之间的新型材料。单分子磁体由于本身结构为独立的纳米磁单位,具有众多特异的性能,所以成为了研究热点。1993年，Sessoli研究小组发现了首例单分子磁体[Mn₁₂O₁₂(O₂CMe)₁₆(H₂O)₄]·2(CH₃COOH)·4H₂O参见SessoliR等,J.Am.Chem.Soc.1993,115,1804。此后Sessoli和Girolami等人对单分子磁体的特征与性质进行了系统研究和分析，参见GirolamiGS等，Science1995,268,397，单分子磁体逐渐成为二十一世纪国际新兴的前沿研究领域之一。单分子磁体受到了目前单分子磁体主要由Mn、Co、Cu等过渡金属单分子磁体，Ho、Tb等稀土金属单分子磁体以及3d-4f（过渡-稀土）金属单分子磁体组成。

目前在分子磁性材料领域有两类具有巨大应用前景的分子基材料：自旋转换材料和单分子磁体。

随着信息技术发展，现如今单一功能的分子磁性材料已很难满足当代人们越来越大的需求。自旋转换和单分子磁是当前分子磁性材料研究的热点，是今后开发出存储密度高，传感速度快的分子材料和分子器件的重要突破口。

早在2003年，著名自旋转换现象研究专家JoséA.Real就对自旋转换材料中引入其他物理性能提出了设想，认为在自旋转换材料中引入其它分子磁性例如磁有序、单分子磁、单链磁等将会是下一代自旋转换材料发展的方向，必将开拓出分子基材料的新领域、揭示一些新的磁现象和相关规律，这种新的材料将会在分子器件、分子开关、信息储存等领域具有重要的应用前景，有可能集记忆、计算、显示等多种功能于一身。但是至今，国内外有关此方面的研究尚停滞不前。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种Co-Ho双功能分子磁性材料的制备方法，将具有自旋转换功能的Co²⁺阳离子和具有单分子磁功能的稀土[Ho(CO₂)₄]^-阴离子结合，制备阴阳离子对自旋转换和单分子磁的双功能分子磁性材料。

为解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：

一种Co-Ho双功能分子磁性材料的制备方法，其特征在于：所述Co-Ho双功能分子磁性材料结构式为[Co(4-Cl-PH-terpy)₂][Ho₃(p-NO₂-PHCOO)₁₄]，其中p-NO₂-PHCOO为对硝基苯甲酸阴离子，4-Cl-PH-terpy为4-（4-氯苯基）-三联吡啶；其制备步骤为：在万分之一天平上准确称取0.2mmolCoCl₂·6H₂O、0.3mmol4'-(4-氯苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶配体倒入小烧杯中，准确量取40ml蒸馏水，以1000r/min转速搅拌30min至完全溶解，呈深红色透明溶液，再将其转入100mL聚四氟乙烯反应釜中，同时准确加入0.2mmolHo₂O₃、1.5mmol对硝基苯甲酸，超声20min;随后，在100mL聚四氟乙烯反应釜中通入N₂30分钟，盖上盖子，并超声2个小时，最后密封于程序控温马弗炉中，先240min匀速升温到200℃，然后200℃恒温三天，再通过2000min降温到100℃，1200min降温到30℃，得到大块紫红色透明晶体，即为目标产物，其分子式为[Co(4-Cl-PH-terpy)₂][Ho₃(m-NO₂-PHCOO)₁₄]。

所述4'-(4-氯苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶（L）的合成

1）在万分之一天平上准确称取3.080g氢氧化钾（KOH），量筒准确量取100ml乙醇置于250mL圆底烧瓶中，加入磁子，以1500r/min的转速搅拌40min至完全溶解（澄清透明溶液）；