一种三维自旋交叉分子磁性材料及其制备方法技术

一种基于K2[Hg(SeCN)4]和柔性双齿吡啶硫醚配体的二价铁三维自旋交叉配位聚合物磁性材料，由[Hg(SeCN)4FeL]形成的中性三维立体网构成。本发明专利技术的优点是：该三维配位聚合物可以通过温度的变化来实现完全的高低自旋转换，磁滞温度区间大约25K，在分子热磁开关材料和信息存储材料方面具有潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种三维自旋交叉分子磁性材料及其制备方法
本专利技术属于分子磁性材料中自旋交叉磁性材料的合成
，具体涉及一种基于K2[Hg(SeCN)4]和柔性双齿吡啶硫醚配体的二价铁三维自旋交叉配位聚合物磁性材料及其制备方法。
技术介绍
上世纪六十年代发现了有机和有机金属磁体,它们能在临界温度Tc自发磁化,由于它们是以分子聚集体的形式存在的铁磁性材料,故称为分子基磁性材料。传统的磁性材料是无机固体,属于金属、金属氧化物和合金。相比于传统的磁性材料，分子基磁性材料具有合成手段简单（可以在溶液中合成）、可塑性强、体积小、相对密度小、信息存储密度大、结构丰富等优点,在航天器分子器件、热磁光磁开关、信息存储和量子计算机等方面具有非常重要的潜在应用价值。目前分子磁性材料的研究主要集中于高磁相变磁性材料、单分子及单链磁体、光致磁体、自旋交叉磁性材料以及孔磁、电磁等复合功能分子磁性材料等方面。1993年，分子磁学家Kahn发现了第一个具有跨越室温的滞后回线的热滞自旋转换分子基材料，开启了自旋转换体系用作信息存储材料的研究。自旋交叉分子磁性材料的典型特征，在一种持久外界微扰下（如温度、压力、光辐射、超分子作用等），就可能发生一种稳态向另一种稳态的转变，从而起到信息存储和开光的作用。利用这一属性，可以将自旋交叉分子磁性材料用于制作各种活性分子器件，温度传感器件、光开关器件及信息记忆存储器件等。过渡金属中二价铁的电子组态及配体场下轨道分裂能与电子成对能的特征决定了其典型的双稳态特征。以Fe(II)作为自旋金属中心进行组装制备自旋交叉分子磁性材料已经受到了国内外材料领域科学家的广泛重视。(Spin-crossovermaterials(Ed.:M.Halcrow),Wiley,Chichester,2013,ISBN9781119998679;E.Collet,H.Watanabe,N.Bréfuel,L.Palatinus,L.Roudaut,L.Toupet,K.Tanaka,J.-P.Tuchagues,P.Fertey,S.Ravy,B.Toudic,H.Cailleau,Phys.Rev.Lett.2012,109,257206；M.Shatruk,H.Phana,B.A.Chrisostomoa,A.Suleimenov,Coord.Chem.Rev.2015,289-290,62-73;N.Ortega-Villar,M.C.Muñoz,J.A.Real,Magnetochemistry,2016,2,16；E.Collet,L.Henry,L.Píro-Lypez,L.Toupet,J.A.Real,Curr.Inorg.Chem.2016,6,61;A.C.Aragonés,D.Aravena,J.I.Cerdá,Z.Acís-Castillo,H.Li,J.A.Real,F.Sanz,J.Hihath,E.Ruiz,I.Díez-Pérez,NanoLett.,2016,16,218.)这其中，空间上呈现三维网状结构的自旋交叉配位聚合物，除了可以受到温度等微扰因素而实现自旋转换以外，还可以通过主客体化学来对其自旋交叉行为进行调控。然而，有目的设计和构筑具有孔道结构的三维自旋交叉配位聚合物分子磁性材料仍然面临很大的挑战性。因此，针对这类材料的研究和探索，对于丰富自旋交叉体系，进而进一步研究通过主客体超分子作用来调控材料的双稳态性质有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种二维自旋交叉分子磁性材料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种三维自旋交叉分子磁性材料，所述材料的分子式为C15H10FeHgN6S2Se4;化学式为：[Hg(SeCN)4FeL](L代表亚甲基双-(4-吡啶基)硫醚)。所述磁性材料的晶体结构为：晶体属于单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶胞参数为a=7.7658(3)Å，b=17.0271(7)Å，c=17.7816(6)Å,α＝90°，β＝96.140(4)°，γ＝90°。所述磁性材料的制备方法为：S1、材料制备是在常温常压下进行的。将K2[Hg(SeCN)4]（69.9mg，0.1mmol）的水溶液3ML加入到四臂H型管的最左侧一臂中；S2.将配体L（23.4mg,0.1mmol）的甲醇溶液3ML加入到中四臂H型管的左数第二臂中；S3、将四臂H型管的左数第三臂用甲苯填充至满；S4、将Fe(BF4)2(23.0mg,0.1mmol）的甲醇溶液3ML加入到四臂H型管的最右侧一臂中；S5、用甲醇将四臂H型管的其他三臂以及横向连接管填充至满。四臂H型管管口用封口膜密封，置于黑暗处，大约两周后在横向连接管中析出黄色块状晶体；S6、将步骤S5所得的晶体分离出来，先用甲醇洗涤，再用甲苯洗涤，空气中自然干燥，得成品。本专利技术的优点是：该三维配位聚合物可以通过温度的变化来实现完全的高低自旋转换，磁滞温度区间大约25K，在分子热磁开关材料和信息存储材料方面具有潜在的应用价值。附图说明图1为本专利技术实施例一种三维自旋交叉分子磁性材料的三维网状结构。图2为本专利技术实施例一种三维自旋交叉分子磁性材料的变温磁化率图。图3为本专利技术实施例一种三维自旋交叉分子磁性材料经X-射线单晶衍射仪进行结构表征，所得材料的晶体学结构参数图。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种三维自旋交叉分子磁性材料，所述材料的分子式分子式为C15H10FeHgN6S2Se4;化学式为：[Hg(SeCN)4FeL](L代表亚甲基双-(4-吡啶基)硫醚)。所述磁性材料的晶体结构为：晶体属于单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶胞参数为a=7.7658(3)Å，b=17.0271(7)Å，c=17.7816(6)Å,α＝90°，β＝96.140(4)°，γ＝90°。提供了一种三维自旋交叉分子磁性材料的制备方法,包括如下步骤：S1、材料制备是在常温常压下进行的。将K2[Hg(SeCN)4]（69.9mg，0.1mmol）的水溶液3ML加入到四臂H型管的最左侧一臂中；S2.将配体L（23.4mg,0.1mmol）的甲醇溶液3ML加入到中四臂H型管的左数第二臂中；S3、将四臂H型管的左数第三臂用甲苯填充至满；S4、将Fe(BF4)2(23.0mg,0.1mmol）的甲醇溶液3ML加入到四臂H型管的最右侧一臂中；S5、用甲醇将四臂H型管的其他三臂以及横向连接管填充至满。四臂H型管管口用封口膜密封，置于黑暗处，大约两周后在横向连接管中析出黄色块状晶体；S6、将步骤S5所得的晶体分离出来，先用甲醇洗涤，再用甲苯洗涤，空气中自然干燥，得成品。将制备所得材料用磁化率仪进行磁学性质的测量，测量结果见图2；用X-射线单晶衍射仪进行结构表征，所得材料的晶体学结构参数见图3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于K2[Hg(SeCN)4]和柔性双齿吡啶硫醚配体的二价铁三维自旋交叉配位聚合物磁性材料，其特征在于， 所述材料的分子式为C15H10FeHgN6S2Se4; 化学式为：[Hg(SeCN)4FeL] (L 代表亚甲基双‑(4‑吡啶基)硫醚)；所述磁性材料的晶体结构为： 晶体属于单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶胞参数为a = 7.7658(3) Å，b = 17.0271(7) Å， c = 17.7816(6) Å, α ＝ 90°，β ＝96.140(4)°，γ＝ 90°，所述磁性材结构为：

【技术特征摘要】
1.一种基于K2[Hg(SeCN)4]和柔性双齿吡啶硫醚配体的二价铁三维自旋交叉配位聚合物磁性材料，其特征在于，所述材料的分子式为C15H10FeHgN6S2Se4;化学式为：[Hg(SeCN)4FeL](L代表亚甲基双-(4-吡啶基)硫醚)；所述磁性材料的晶体结构为：晶体属于单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶胞参数为a=7.7658(3)Å，b=17.0271(7)Å，c=17.7816(6)Å,α＝90°，β＝96.140(4)°，γ＝90°，所述磁性材结构为：。2.一种基于K2[Hg(SeCN)4]和柔性双齿吡啶硫醚配体的二价铁三维自旋交叉配位聚合物磁性材料，其特征在于，包括如下步骤：S1、材料制备是在常温常压下进行的；将K2[Hg(SeCN)4]的水溶液加入到四臂H型管的最左侧一臂中；S2、将配体L的甲醇溶液加入到中四臂H型管的左数第二臂中；S3、将四臂H型管的左数第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张道鹏，兰文龙，王平，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37