[发明专利]一种单核镝磁性配合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于稀土金属配位化学技术领域，涉及一种单核镝磁性配合物，结构简式为：Dy(TPA)(OPhCl₂NO₂)₃，其中TPA为三(2‑吡啶基甲基)胺，HOPhCl₂NO₂为2,6‑二氯‑4‑硝基苯酚。其制备方法，包括：向含有2,6‑二氯‑4‑硝基苯酚(HOPhCl₂NO₂)的乙腈溶液中加入三乙胺，搅拌均匀，然后添加到含有六水合氯化镝(DyCl₃·6H₂O)和TPA的无水醇中，充分反应后将生成的黄色沉淀完全溶于二氯甲烷，缓慢加入正己烷，静置，进行两相扩散即得到七配位的单核镝配合物。本发明制备工艺安全简单，可控性高，重现性好，所制备的配合物稳定性好、纯度和产率都较高。在外加磁场0.15T下即可表现出典型的慢弛豫行为，具有单分子磁体特征，可作为分子基磁性材料在新型高密度信息存储设备(如光盘、硬磁盘等)使用。

技术领域

本发明属于稀土金属配位化学技术领域，涉及一种单核镝磁性配合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着信息技术的发展，人们需求电子器件的集成数目成指数倍数增长而器件尺寸不断地减小。这种集成化和微型化的不断发展受到加工工艺以及成本的限制，造成现代电子器件集成技术难以逾越的障碍。单分子磁体是一种真正意义上具有纳米尺寸的分子磁体，相比于传统磁性材料，单分子磁体的每一个分子就是一个孤立的“磁畴”。因此，单分子磁体具有微小尺寸，突破了传统磁体性能受尺寸制约的难题，有望成为新一代的超高密度信息存储材料(Nature,1993,365,141-143)。

自2003年Ishikawa课题组报道了第一例基于稀土金属的单分子磁体[TbPc₂]^-(Pc＝酞菁)以来(J.Am.Chem.Soc.,2003,125,8694-8695)，人们开始意识到单核的单分子磁体(也称为单离子磁体)的优越性。虽然单核限制了它们的基态自旋，但是这一类化合物往往具有很大的各向异性(零场分裂参数)，因而翻转能垒通常要比簇合物的能垒高很多。

相对于过渡金属离子，镧系离子的单电子数多，具有更强的自旋-轨道耦合，是设计单离子磁体的理想选择。Dy(III)具有Kramer电子层结构(f层具有奇数电子)，所以镝基单离子磁体的基态是双稳态，且与配位场平衡无关。因此，镝基单离子磁体吸引了众多研究者的关注，已成为性能最佳的单离子磁体体系，其有效能垒和阻塞温度可高达1540cm^-1和80K(Science,2018,362,1400-1403)。然而，合成这些高性能的镝基单离子磁体往往需要在无水无氧的极端条件下进行，因此不便控制合成、重复效果差、产率较低。部分此类材料在常温和空气中不稳定，容易分解或风化。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种单核镝磁性配合物。

一种单核镝磁性配合物，结构简式为：Dy(TPA)(OPhCl₂NO₂)₃，其中TPA为三(2-吡啶基甲基)胺，HOPhCl₂NO₂为2,6-二氯-4-硝基苯酚，所述三(2-吡啶基甲基)胺、2,6-二氯-4-硝基苯酚的化学结构式分别为：

本发明较优公开例中，所述单核镝磁性配合物，其结构单位为：晶体属于三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为α＝90.549(2)°，β＝105.428(2)°，γ＝102.299(2)°。

本发明较优公开例中，所述单核镝磁性配合物，其中Dy(III)与有机配体TPA中的四个氮原子和三个苯氧基进行配位，形成扭曲的五角双锥构型。

本发明还有一个目的，在于公开了上述单核镝磁性配合物的制备方法，包括以下步骤：