一种一维钴配合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于金属‑有机配合物磁性材料技术领域，具体涉及一种一维钴配合物的制备方法及其应用。所述的一维钴配合物，其分子式为[Co(3,5pdc)(2，2’‑bpy)(H2O)2]·2H2O，其中，3,5pdc=3,5吡啶二羧酸根，2，2’bpy=2，2’联吡啶；所述配合物为三斜晶系，P‑1空间群，晶胞参数为a=9.5342(16) Å，b=12.347(3) Å，c=16.635(3) Å，α=84.762(14)°，β=73.727(11)°，γ=86.749(15)°，V=1871.0(6) Å

One dimensional cobalt complex and its preparation method and Application

The invention belongs to the field of metal organic complexes magnetic material technology field, specifically relates to a preparation method and application of one-dimensional cobalt complexes. The one-dimensional cobalt complexes, its molecular formula is [Co (3,5pdc) (2, 2 'bpy) (H2O) 2] and 2H2O, among them, two 3,5pdc=3,5 pyridine carboxylic acid, 2 bpy=2, 2', 2 '- bipyridine complexes; the three is triclinic, space group P 1 the cell parameters a=9.5342, a (16), b=12.347 (3) a, c=16.635 (3) a, alpha =84.762 (14) ~ (11) =73.727, beta gamma (15) degrees, =86.749 degrees, V=1871.0 (6) - A

【技术实现步骤摘要】
一种一维钴配合物及其制备方法和应用
本专利技术属于金属-有机配合物磁性材料
，具体涉及一种一维钴配合物的制备方法及其应用。
技术介绍
配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门科学,它所研究的主要对象是配位化合物(coordinationcompounds，简称配合物)。自十九世纪末二十世纪初年轻学者Werner提出了现在常称之为维尔纳配位理论的学说创立配位化学以来，它始终处于无机化学研究的前沿。配位化合物是指独立存在的稳定化合物进一步结合原子或离子而形成的复杂化合物。近年来，由多酸配体与过渡金属形成的配合物引起了很大兴趣。这类配合物由于结构的多样性，可以有效调整配合物的电子轨道能级和电子间相互作用，因此在分子磁体和光电效应等方面有广泛的应用（[1]HillRJ,LongDL,ChampnessNR,etal.Acc.Chem.Res.,2005,38:335-348；[2]FriedrichsOD,O′KeeffeM,YaghiOM.ActaCryst.A,2003,59:22-27；[3]YeBH,TongML,ChenXM.Coord.Chem.Rev.,2005,249:545-565；[4]InoueK,ImaiH,GhalsasiPS,etal.Angew.Chem.Int.Ed.,2001,40:4242-4245；[5]EvansOR,LinWB.Acc.Chem.Res.,2002,35:511-522）；有些过渡金属离子会倾向于与氮原子配位，因此当多酸配体中含氮原子就更加容易和金属离子配位并形成复杂的螯合结构，同时，当配体中含有刚性基体，往往可以有效的承载内部应力，构造多维结构（[6]WangXQ,LiuLM,JacobsonAJ.Angew.Chem.Int.Ed.,2006,39:6499-6503；[7]ChenW,WangJY,ChenC,etal.Inorg.Chem.,2003,42:944-946；[8]PanL,ParkerB,HuangXY,etal.J.Am.Chem.Soc.,2006,128:4180-4181；[9]HeJH,YuJH,ZhangYT,etal.Inorg.Chem.,2005,44:9279-9282）。因此，在现有的研究基础上，进一步开发出稳定性高、实用性好并对环境友好型配合物，对于材料领域的发展是至关重要的。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种一维钴配合物，提供该配合物的制备方法及应用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种一维钴配合物，其分子式为[Co(3,5pdc)(2，2’-bpy)(H2O)2]·2H2O，其中，3,5pdc=3,5吡啶二羧酸根，2，2’-bpy=2，2’-联吡啶；所述配合物为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=9.5342(16)Å，b=12.347(3)Å，c=16.635(3)Å，α=84.762(14)°，β=73.727(11)°，γ=86.749(15)°，V=1871.0(6)Å3；桔色片状晶体。为了实现上述目的，本专利技术还提供上述一维钴配合物的制备方法，具体包括以下步骤。步骤1、将硝酸钴溶解在一定量的蒸馏水中，制备成溶液A。步骤2、称取有机配体3,5吡啶二羧酸及2,2’-联吡啶，溶解于一定量的蒸馏水中，制备成溶液B。步骤3、将A、B混合，用移液枪加入浓度为1mol/L的碱液（溶质为三乙胺，溶剂为乙醇），搅拌直至溶解，制备成溶液C。步骤4、将溶液C放进水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，在180℃-200℃的高温条件下，恒温反应24小时后，空气中冷却至室温；待溶液体系稳定后，将所得混合溶液进行过滤，所得固体用水洗涤2-4次，得到桔色片状晶体，产率为60%。所述的硝酸钴、3,5吡啶二羧酸、2,2’-联吡啶的摩尔比例为1:1:1。步骤1中所述蒸馏水的体积用量为硝酸钴摩尔量的10-15倍；步骤2中所述蒸馏水的体积用量为3,5吡啶二羧酸和2,2’-联吡啶总摩尔用量的10-15倍。所述碱液的摩尔用量为硝酸钴、3,5吡啶二羧酸和2,2’-联吡啶总摩尔用量的5-10倍。所述的一维钴配合物可用于制备磁性材料。本专利技术的显著效果。本专利技术制备的钴配合物具有一维链状片层结构，有较高的稳定性，原料为硝酸钴、3，5吡啶二羧酸和2,2’-联吡啶，利用水热法制备，晶体收得率高，对环境无污染；本专利技术中吡啶二羧酸作为桥联配体，利用氮原子和一个羧基氧原子连接相邻钴原子，形成一维链状结构；其结构通过单晶衍射确定为三斜晶系，P-1空间群；中心钴离子是六配位结构，形成略微扭曲八面体；测定了配合物的红外光谱、紫外可见光谱和变温磁化率。合成并研究配合物的几何结构和电子结构是配位化学的重要工作之一，使用本专利技术制备的钴配合物通过对变温磁化率的测试，可得相邻钴离子间存在弱的铁磁耦合，耦合常数J=0.558cm-1；在利用光谱分析电子结构和跃迁时，往往由于各种谱带之间可能存在的交叠而产生误差，随着计算机硬件和软件的发展，基于从头算起的密度泛函研究成为分析分子结构和电子结构的有效工具；本专利技术也利用相关量化计算分析了配合物的态密度和电子跃迁；其紫外光谱中出现了一个配合物的新的吸收峰（325nm）；由于配体吡啶环配位后一般出现蓝移，因此将其指派为d-d跃迁，使用量化软件计算分析了配合物的电子结构和轨道能级，考虑到d轨道的自旋方向，计算d-d跃迁出现在344nm，计算结果与紫外光谱基本一致。本专利技术钴配合物的制备方法简单，产率高，对环境友好，金属钴之间存在铁磁耦合；本专利技术钴配合物易于回收，可重复使用；具有潜在的社会效益及经济效益。附图说明图1配合物的分子结构图。图2配合物的晶胞堆积图。图3配合物的变温磁化率图（·代表χM，Δ代表μeff，曲线为拟合结果）。图4配合物的紫外光谱。图5配合物费米能级（虚线）附近的TDOS和p，d电子的PDOS示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1。将0.8mmol硝酸钴溶解在10ml的蒸馏水中，制备成溶液A；称取0.8mmol3，5-吡啶二甲酸、0.8mmol2，2’-联吡啶，溶解于18ml的蒸馏水中，制备成溶液B；将A、B混合，用移液枪加入浓度为1mol/L的碱液12mmol（溶质为三乙胺，溶剂为乙醇），搅拌直至溶解，制备成溶液C；将溶液C放进40mL水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，在180℃的恒温条件下恒温反应24小时后，空气中冷却至室温；密闭过夜后体系稳定，过滤，所得固体用10mL水洗涤两次，得到适合单晶衍射的块状桔色片状晶体。采用德国产BrukerP4单晶衍射仪对该晶体进行单晶衍射，晶体测定数据见表1和表2，结构式见图1。表1配合物的晶体学数据和结构分析参数。表2配合物的部分键长（Å）与键角（°）。实施例2。将1mmol硝酸钴溶解在10ml的蒸馏水中，制备成溶液A；称取1mmol3，5-吡啶二甲酸、1mmol2，2，-联吡啶，溶解于20ml的蒸馏水中，制备成溶液B；将A、B混合，用移液枪加入浓度为1mol/L的碱液18mmol（溶质为三乙胺，溶剂为乙醇），搅拌直至溶解，制备成溶液C；将溶液C放进40mL水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，在180℃的恒温条件下恒温反应24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一维钴配合物，其特征在于，所述配合物的分子式为[Co(3,5pdc)(2，2’‑bpy)(H2O)2]·H2O，其中，pdc=3,5吡啶二羧酸根，2，2’‑bpy =2,2’联吡啶；所述配合物为三斜晶系，P‑1空间群，晶胞参数：a =9.5342(16) Å，b=12.347(3) Å，c=16.635(3) Å，α=84.762(14)°，β=73.727(11)°，γ=86.749(15)°，V=1871.0(6) Å

【技术特征摘要】
1.一种一维钴配合物，其特征在于，所述配合物的分子式为[Co(3,5pdc)(2，2’-bpy)(H2O)2]·H2O，其中，pdc=3,5吡啶二羧酸根，2，2’-bpy=2,2’联吡啶；所述配合物为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数：a=9.5342(16)Å，b=12.347(3)Å，c=16.635(3)Å，α=84.762(14)°，β=73.727(11)°，γ=86.749(15)°，V=1871.0(6)Å3；桔色片状晶体。2.如权利要求1所述的一维钴配合物，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、将硝酸钴溶解在一定量的蒸馏水中，制备成溶液A；步骤2、称取有机配体3,5吡啶二羧酸及2,2’-联吡啶，溶解于一定量的蒸馏水中，制备成溶液B；步骤3、将A、B混合，用移液枪加入浓度为1mol/L的碱液（溶质为三乙胺，溶剂为乙醇），搅拌直至溶解，制备成...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，倪志远，杜雨宸，钟创业，周婉琳，韩非，刘宣文，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13