[发明专利]双晶态线性变价三核钴簇合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性功能材料，具体涉及一种双晶态线性变价三核钴簇合物及其制备方法。

背景技术

过渡金属簇合物在这几年不断地被化学家们设计和构筑出来，在生物医药，光学，磁性以及催化方面具有潜在的运用价值。尤其是在磁性方面，随着R.Sessoli等于1993年在Nature上面报道了后来被人们称为“明星单分子磁体”的Mn₁₂，该类簇合物在计算、数据存储等方面的运用引起了科学家们对过渡金属簇合物的磁学性质研究的强烈兴趣。然而设计和构筑这类具有特殊结构与磁学性质的簇合物仍具有很大的挑战性。目前，通常是通过配体的设计调控簇合物的结构与金属离子间的磁传递或调控金属离子的配位环境，达到调控目标簇合物的磁学性质的目的。然而，通过簇合物分子在空间的堆积方式调控簇合物分子间作用力与磁学性质鲜有报道。本发明选择过渡金属钴作为金属中心进行研究，合成了一例线性变价三核钴簇合物，它有两种不同的晶态与空间堆积方式，不同晶态样品的磁学性质有着显著差异。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的簇合物，即由于分子间作用力引起磁性功能不同的双晶态线性变价三核钴簇合物及其制备方法。

本发明所述的双晶态线性变价三核钴簇合物，其化学式为：

[Co^III₂Co^IIL₆](ClO₄)₂

其中，L为负一价异丙醇胺阴离子。

本发明所述簇合物的不对称配位结构单元中含有两个Co(III)离子、一个Co(II)离子和六个负一价异丙醇胺阴离子以及两个高氯酸根离子；两个Co(III)离子均为六配位形成稍微畸变的八面体配位几何构型，Co(II)离子为六配位反三棱柱配位几何构型；该簇合物中的每个负一价异丙醇胺阴离子连接一个Co(III)和一个Co(II)离子，两个Co(III)离子和一个Co(II)离子被六个负一价异丙醇胺阴离子的六个羟基氧原子桥连，从而形成一个线性变价三核钴簇合物。

申请人在研究中发现，本发明所述双晶态线性变价三核钴簇合物的结构是确定的，但是其具有两种不同的晶态，在此分别称为晶态1和晶态2，其中：

晶态1属于立方晶系，空间群Pa-3，晶胞参数为：

α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝90.00°，

晶态2属于立方晶系，空间群R-3，晶胞参数为b＝α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝120.00°，

申请人在研究中还发现，本发明所述簇合物的晶态1与晶态2之间可进行固态相互转变，实现单晶到单晶的可逆转变。具体地，当簇合物的晶态1在大于或等于160℃的条件下，保温4h以上，即可得到簇合物的晶态2；当簇合物的晶态2置于低于或等于-110℃条件下，保温4d以上，即可得到簇合物的晶态1。

同时，申请人也发现，本发明所述簇合物的晶态1和晶态2表现出不同的磁学性质，其中：

晶态1在300K时的χ_mT值为2.68cm³·K·mol^–1，随着温度的降低，晶态1的χ_mT值降低在1.8K时达到最小值1.4cm³·K·mol^–1；

而晶态2在300K时的χ_mT值为2.83cm³·K·mol^–1，随着温度的降低，晶态2的χ_mT值降低，在33.6K时降到2.18cm³·K·mol^–1，随着温度的降低χ_mT值增大，在17K时达到最大值2.3cm³·K·mol^–1，最后χ_mT随温度的降低而降低在1.8K达到最小值1.85cm³·K·mol^–1。

本发明还提供上述双晶态线性变价三核钴簇合物的制备方法，具体包括双晶态线性变价三核钴簇合物晶态1的制备方法和双晶态线性变价三核钴簇合物晶态2的制备方法，其中：

双晶态线性变价三核钴簇合物晶态1的制备方法包括：