[发明专利]过渡-稀土异金属簇掺杂的多铌氧酸化合物及其制备方法

权利要求书

1.一种过渡-稀土异金属簇掺杂的多铌氧酸化合物，其特征在于，该化合物的分子式为：Na₆H₂₀{TM₂[Dy₃O(μ₃-OH)₃(H₂O)₃]₂(Nb₆O₁₉)₅}∙nH₂O，其中：TM为过渡金属Cr³⁺、Mn³⁺、Fe³⁺或Co³⁺离子，对应的n分别是40, 44, 43, 36质子化的配体；该化合物晶体属于三方晶系，空间群为，晶体结构中的簇阴离子内部是6个Dy³⁺离子与2个TM³⁺离子形成一个8核过渡-稀土异金属簇，6个Dy³⁺离子与其上、下两端的两个TM³⁺离子形成一个规则的三角双锥构型，该8核过渡-稀土异金属簇在其上、下两端连接两个Nb₆单元，同时在其赤道方向连接了三个Nb₆单元，形成了具有三角双锥构型的过渡-稀土异金属簇掺杂的多铌氧酸簇阴离子，在其簇阴离子外，沿着三次轴的方向上具有一个六核的[Na₆(H₂O)₂₄]⁶⁺作为该簇阴离子的抗衡阳离子，从而在其c轴方向具有六方的紧密堆积的3D结构。

2.如权利要求1所述的一种过渡-稀土异金属簇掺杂的多铌氧酸化合物，其特征在于，该化合物的晶胞参数为：

TM为过渡金属Cr³⁺时，a=b=18.9817(6)Å，c =28.8986(15)Å， V = 9017.3(7)ų，计算密度为2.347 g/cm³；

TM为过渡金属Mn³⁺时，a=b=19.0042(7)Å，c=28.9507(17)Å， V= 9055.0(9)ų，计算密度为2.339 g/cm³；

TM为过渡金属Fe³⁺时，a=b =18.9931(3)Å，c=29.0291(7) Å， V= 9068.9(4)ų，计算密度为2.354 g/cm³；

TM为过渡金属Co³⁺时，a=b=19.0037(3)Å，c=28.6076(11) Å， V= 8947.2(4)ų，计算密度为2.329 g/cm³。

3.一种制备权利要求1或2所述的过渡-稀土异金属簇掺杂的多铌氧酸化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

依次称取铌前驱体十三水合铌酸钾、六水合硝酸镝、三羟甲基氨基甲烷及过渡金属盐，所述铌前驱体十三水合铌酸钾、六水合硝酸镝、三羟甲基氨基甲烷的摩尔比为2:1:4，所述过渡金属盐为六水合氯化铬、四水合氯化锰、七水合硫酸亚铁或六水合氯化钴，其与六水合硝酸镝的摩尔比分别为2:1、2.35:1、1.64:1、1.92:1；

将称取的前驱体十三水合铌酸钾、六水合硝酸镝、三羟甲基氨基甲烷及过渡金属盐在碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液中搅拌均匀，经水热反应后，过滤得到母液，所述水热反应的温度为90℃，反应时间为72小时；

将母液置于室温下缓慢挥发制得过渡-稀土异金属簇掺杂的多铌氧酸化合物。

4.一种如权利要求1或2所述的过渡-稀土异金属簇掺杂的多铌氧酸化合物的用途，该化合物用作磁性材料。