一种钴基金属有机框架及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钴基金属有机框架，其化学式为C

Cobalt based metal organic framework and preparation method thereof

The invention relates to a cobalt based metal organic framework whose chemical formula is C

【技术实现步骤摘要】
一种钴基金属有机框架及其制备方法
本专利技术涉及一种钴基金属有机框架及其制备方法，属于分子磁性材料制备领域。
技术介绍
通过金属离子与有机配体的配位组装而制备的各种金属有机框架材料的研究十分活跃，这不仅因为其孔尺寸可控和迷人的结构，还因为其在气体吸附与分离、磁性、非线性光学、选择性催化、分子识别、电化学等方面具有潜在的应用价值，参见：H.Wang,J.Xu,D.-S.Zhang,Q.Chen,R.-M.Wen,Z.ChangandX.-H.Bu,Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,5966；Z.-M.Zhang,T.Zhang,C.Wang,Z.Lin,L.-S.LongandW.Lin,J.Am.Chem.Soc.,2015,137,3197；M.-J.Martínez-Pérez,O.Montero,M.Evangelisti,F.Luis,J.Sesé,S.Cardona-SerraandE.Coronado,Adv.Mater.,2012,24,4301。作为金属有机框架的重要分支，磁性金属有机框架在高密度信息存储、量子计算机及磁制冷方面显示出巨大的应用价值。因而，磁性金属有机框架的研究显得尤为重要。近年来，多功能磁性金属有机框架得到了国内外化学研究者的关注，参见：Z.-Y.Liu,B.Ding,E.-C.YangandX.-J.Zhao,DaltonTrans.,2012,41,9611；F.-P.Huang,J.-L.Tian,D.-D.Li,G.-J.Chen,W.Gu,S.-P.Yan,X.Liu,D.-Z.LiaoandP.Cheng,CrystEngComm,2010,12,395。已报道的钴基金属有机框架有一大部分是研究其气体吸附和分离的性质，参见：M.K.Taylor,T.J.Oktawiec,M.I.Gonzalez,R.L.Siegelman,J.A.Mason,J.Ye,C.M.BrownandJ.R.Long,J.Am.Chem.Soc.,2016,138,15019；Y.KangandF.Wang,CrystEngComm,2014,16,4088。由于自旋倾斜和反铁磁有序共存的钴基金属有机框架在合成上存在一定的难度，所以基于两种有机配体的多功能钴基金属有机框架的研究较少，参见：F.-P.Huang,P.-F.Yao,Q.Yu,D.Ya,H.-D.Bian,H.-Y.Li,J.-L.TianandS.-P.Yan,Inorg.Chem.Commun.,2013,31,18；S.Goswami,S.BiswasandS.Konar,DaltonTrans.,2015,44,3949。因此有必要专利技术一种新的钴基金属有机框架及其制备方法，以克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种钴基金属有机框架及其制备方法，该制备方法基于二价钴离子较强的配位能力和两种有机配体的协同配位，制得自旋倾斜的自旋倾斜和反铁磁有序共存的钴基金属有机框架，为制备多功能磁性金属有机框架材料指明新的方向；该钴基金属有机框架在高密度信息存储和量子计算等方面具有潜在的应用价值。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供一种钴基金属有机框架，所述钴基金属有机框架的化学式为C19H13Co2N5O6。进一步地，所述钴基金属有机框架的晶体属于单斜晶系，C2/c空间群，其晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝96.30°。本专利技术还提供一种钴基金属有机框架的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将六水合硝酸钴、1,3-双(1H-咪唑-1-基)苯、3,5-吡啶二羧酸、N,N-二甲基甲酰胺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℃，反应30-45小时后，降温至18-25℃，得到红色块状晶体；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，即可得到钴基金属有机框架。进一步地，六水合硝酸钴、1,3-双(1H-咪唑-1-基)苯、3,5-吡啶二羧酸、N,N-二甲基甲酰胺和水的用量比例为0.15-0.25毫摩尔)：(0.05-0.15毫摩尔)：(0.05-0.15毫摩尔)：(3-5毫升)：(1-2毫升)。进一步地，六水合硝酸钴、1,3-双(1H-咪唑-1-基)苯、3,5-吡啶二羧酸、N,N-二甲基甲酰胺和水的用量比例为0.2毫摩尔：0.1毫摩尔：0.1毫摩尔：4毫升：1毫升。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的制备方法基于钴离子较强的配位能力和两种有机配体的协同配位，制得自旋倾斜和反铁磁有序共存的钴基金属有机框架，为制备多功能磁性金属有机框架指明新的方向；该钴基金属有机框架具有较小的自旋倾斜角和适中的有序温度，在高密度信息存储和量子计算等方面具有潜在的应用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的钴基金属有机框架的晶体结构图；图2为本专利技术实施例提供的钴基金属有机框架在不同温度下的磁化率温度之积图；图3为本专利技术实施例提供的钴基金属有机框架在2-20K下的场冷和零场冷图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1，本专利技术实施例提供一种钴基金属有机框架，所述钴基金属有机框架的化学式为C19H13Co2N5O6。，所述钴基金属有机框架的晶体属于单斜晶系，C2/c空间群，其晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝96.30°。本专利技术还提供一种钴基金属有机框架的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将六水合硝酸钴、1,3-双(1H-咪唑-1-基)苯、3,5-吡啶二羧酸、N,N-二甲基甲酰胺和水加入至反应釜中，并混合均匀，其中，六水合硝酸钴、1,3-双(1H-咪唑-1-基)苯、3,5-吡啶二羧酸、N,N-二甲基甲酰胺和水的用量比例为(0.15-0.25毫摩尔)：(0.05-0.15毫摩尔)：(0.05-0.15毫摩尔)：(3-5毫升)：(1-2毫升)。在本较佳实施例中，六水合硝酸钴、1,3-双(1H-咪唑-1-基)苯、3,5-吡啶二羧酸、N,N-二甲基甲酰胺和水的用量比例为0.2毫摩尔：0.1毫摩尔：0.1毫摩尔：4毫升：1毫升。另外，所述反应釜含有20-25毫升聚四氟乙烯内衬。步骤二：将上述混合物升温至150-170℃，反应30-45小时后，降温至18-25℃，得到红色块状晶体。在本较佳实施例中，具体的操作为：将上述混合物升温至160℃，反应36小时后，降温至20℃，得到红色块状晶体。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，即可得到目标产物：钴基金属有机框架。以下通过具体实施例进行说明：实施例一：将0.15毫摩尔六水合硝酸钴、0.05毫摩尔1,3-双(1H-咪唑-1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钴基金属有机框架，其特征在于，所述钴基金属有机框架的化学式为C

【技术特征摘要】
1.一种钴基金属有机框架，其特征在于，所述钴基金属有机框架的化学式为C19H13Co2N5O6。2.如权利要求1所述的钴基金属有机框架，其特征在于：所述钴基金属有机框架的晶体属于单斜晶系，C2/c空间群，其晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝96.30°。3.一种如权利要求1或2所述的钴基金属有机框架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将六水合硝酸钴、1,3-双(1H-咪唑-1-基)苯、3,5-吡啶二羧酸、N,N-二甲基甲酰胺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℃，反应30-45小时后，降温至18-25℃，得到红色块状晶体；步骤三：收集上述块状晶体，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘遂军，郑腾飞，曹晨，陈景林，温和瑞，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36