[发明专利]一种四面体构型零场钴单离子磁体及其制备方法与应用

说明书

本发明属于高密度磁储存材料领域，公开了一种四面体构型零场钴单离子磁体及其制备方法与应用。本发明的钴单离子磁体的分子式为：(HNEt₃)₂[Co(L)₂]，其中L为有机配体N，N'‑双(甲磺酰基)草酰胺阴离子；晶体为单斜晶系，空间群为P2₁/n。本发明提供的钴单离子磁体是一种新型的四配位过渡金属单离子磁体，在零场下有磁弛豫的性质，可应用于制备高密度磁存储材料；所述钴单离子磁体，在常温空气中稳定，利于实际应用。本发明提供的钴单离子磁体的制备方法工艺设备简单，操作简便、可控性好。

技术领域

本发明属于高密度磁储存材料领域，特别涉及一种四面体构型零场钴单离子磁体及其制备方法与应用。

背景技术

由一个或多个金属中心组成的单分子磁体在低温下有慢磁弛豫性质，因而在高密度信息存储及量子信息处理等方面的有着良好应用前景。其中含有某种金属离子的单分子磁体被称为单离子磁体。单离子磁体由于在通过调整配位环境来调节磁性能方面具有显着优势而受到广泛的关注。

特别地，发现一些具有低配位数(2，3，4配位)的Co(II)单离子磁体，都有着良好的单离子磁体性质，例如，大的磁各向异性和零场磁弛豫。单离子磁体的弛豫能垒与磁各向异性有关，磁各向异性越大反转能垒越大，单离子磁体的信息存储能力就越强。已报道的一种Co(II)二配合物Co(C(SiMe₃)₃)₂，在没有施加直流电场的情况(即零场)下，其有效弛豫势垒可达450cm^-1。但是，这种二配合物Co(C(SiMe₃)₃)₂对空气敏感，妨碍了其实际应用。因此，探索一种具有大磁各向异性且空气稳定的四配位钴单离子配合物，具有重要的研究价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种四面体构型零场钴单离子磁体及其制备方法与应用，在零场下有磁弛豫的性质，在常温空气中稳定，可应用于制备分子基磁性材料。

为实现上述目的，本发明提供了一种四面体构型零场钴单离子磁体，该钴单离子磁体的分子式为：(HNEt₃)₂[Co(L)₂]，其中L为有机配体N，N'-双(甲磺酰基)草酰胺阴离子，其化学结构为：每两个有机配体L的四个N原子与一个Co(Ⅱ)配位，形成四面体构型；所述钴单离子磁体，晶胞参数为：α＝90°,β＝101.2510(10)°,γ＝90°。

本发明还提供了一种上述的四面体构型零场钴单离子磁体的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

S1.在CH₂Cl₂与CH₃OH组成的有机溶剂中加入CoCl₂和H₂L，搅拌得悬混液；

S2.向所述悬混液中加入三乙胺，常温下搅拌3h后，加入乙醚，得紫红色沉淀；

S3.将所述紫红色沉淀溶解到乙腈溶液中，然后转移至试管中，再将所述试管移入装有乙醚试剂的密封容器中进行两相扩散2～3天，即得该钴单离子磁体。

进一步的，上述制备方法的步骤S1中，有机溶剂中的CH₂Cl₂与CH₃OH的体积比为1：1，有机溶剂的用量为每0.5mmol CoCl₂对应20～30ml的有机溶剂，CoCl₂和H₂L的用量摩尔比为1：2.4～2，三乙胺的用量为每0.5mmol CoCl₂对应3～5ml三乙胺。

进一步的，上述制备方法的步骤S2中乙醚的用量为每0.5mmol CoCl₂对应70～80ml的乙醚。