[发明专利]一种低场大磁熵变的二维钆配位聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低场大磁熵变的二维钆配位聚合物及其制备方法，属于磁制冷材料制备领域。

背景技术

磁制冷作为一种以磁性固体材料为磁工质的新型制冷技术，相比于传统的制冷技术具有高效节能、无污染、噪音小等优点。磁制冷将可能替代传统的气体压缩和液氦制冷，是极具开发潜力的节能环保的室温或低温制冷技术。作为磁制冷技术的核心部分，磁制冷工质的特性直接影响到磁制冷的功率与效率等性能，因此磁制冷材料的研究显得尤为重要。

近年来，由于其可裁剪性与可调控性，稀土分子磁制冷剂受到化学研究者的广泛关注。参见：J.-L. Liu, Y.-C. Chen, F.-S. Guo and M.-L. Tong, Coord. Chem. Rev., 2014, 281, 26; Y.-Z. Zheng, G.-J. Zhou, Z. Zheng and R. E. P. Winpenny, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 1462。

已报道的稀土分子磁制冷剂有一大部分是簇合物，参见：S.-J. Liu, J.-P. Zhao, J. Tao, J.-M. Jia, S.-D. Han, Y. Li, Y.-C. Chen and X.-H. Bu, Inorg. Chem., 2013, 52, 9163; M. Evangelisti, O. Roubeau, E. Palacios, A. Camón, T. N. Hooper, E. K. Brechin and J. J. Alonso, Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50, 6606; J. W. Sharples, Y.-Z. Zheng, F. Tuna, E. J. L. McInnes and D. Collison, Chem. Commun., 2011, 47, 7650。由于低场大磁熵变的钆配位聚合物在合成上有一定难度，因此基于小分子羧酸的磁制冷材料的研究较少，参见：G. Lorusso, J. W. Sharples, E. Palacios, O. Roubeau, E. K. Brechin, R. Sessoli, A. Rossin, F. Tuna, E. J. L. McInnes, D. Collison and M. Evangelisti, Adv. Mater., 2013, 25, 4653; Y.-C. Chen, F.-S. Guo, Y.-Z. Zheng, J.-L. Liu, J.-D. Leng, R. Tarasenko, M. Orendáč, J. Prokleška, V. Sechovský and M. L. Tong, Chem. Eur. J., 2013, 19, 13504-13510。

因此有必要发明一种新的低场大磁熵变的二维钆配位聚合物及其制备方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种低场大磁熵变的二维钆配位聚合物及其制备方法，该制备方法基于钆离子较大的自旋基态以及钆离子间较弱的磁相互作用，制得低场大磁熵变的二维钆配位聚合物，为制备低场大磁熵变的稀土配合物指明新的方向；该二维钆配位聚合物具有相对较小的分子质量自旋比(small M_w/N_m)和大的磁热效应，在磁制冷方面具有潜在应用价值。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种低场大磁熵变的二维钆配位聚合物，所述低场大磁熵变的二维钆配位聚合物的化学式为C₄H₆GdO₈。

进一步地，所述低场大磁熵变的二维钆配位聚合物的晶体属于三斜晶系，P-1空间群，其晶胞参数为：a = 7.42 Å，b = 7.84 Å，c = 8.56 Å，α = 111.3°，β = 98.9°，γ = 114.1°。

本发明还提供一种低场大磁熵变的二维钆配位聚合物的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将氧化钆、丙二酸、草酸和水加入至反应釜中，并混合均匀；步骤二：将上述混合物升温至150-170°C，反应65-80小时后，降温至18-25 °C，得到块状晶体；步骤三：收集上述块状晶体，并依次使用水和乙醇进行洗涤，真空干燥后，即可得到低场大磁熵变的二维钆配位聚合物。