一种酒石酸锑构筑的钴氧簇合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种酒石酸锑构筑的钴氧簇合物及其制备方法。其分子式为：{Na4[Co2Sb12(μ3‑O)6(μ3‑OH)2(μ4‑O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2，其中tartrate为内消旋的D/L酒石酸。上述酒石酸锑构筑的钴氧簇合物以内消旋酒石酸锑钾为配体，以醋酸钴为金属盐，将二者加入适量浓度的醋酸/醋酸钠缓冲溶液中反应而得。本发明专利技术所述方法简单，节能环保，产率高，原料易得且价格低廉；这种二聚体金属氧簇合物结构中包含双核钴金属单元，双核钴离子之间表现为弱的铁磁相互作用，且或有分子间作用，进而可作为分子磁性材料。

Cobalt oxide cluster constructed by antimony tartrate and preparation method thereof

The invention discloses a cobalt oxide cluster constructed by antimony tartrate and a preparation method thereof. The molecular formula is {Na4 [Co2Sb12 (u 3 o) 6 (u 3 o H) 2 (u 4 o) 3 (tartrate) 6]. 19.5H2O} 2, in which tartrate is an internal racemic D/L tartaric acid. The cobalt oxide clusters constructed by the antimony tartrate above react with potassium antimony tartrate as ligand, cobalt acetate as metal salt, and the two compounds are added to the acetic acid/sodium acetate buffer solution of appropriate concentration. The method is simple, energy-saving, environmental protection, high yield, readily available raw materials and low price; the dimer metal oxygen cluster structure contains a binuclear cobalt metal unit, and the binuclear cobalt ions exhibit weak ferromagnetic interaction, or intermolecular interaction, so it can be used as molecular magnetic materials.

【技术实现步骤摘要】
一种酒石酸锑构筑的钴氧簇合物及其制备方法
本专利技术涉及金属氧簇合物，属于无机功能材料
，具体涉及一种酒石酸锑构筑的钴氧簇合物及其简易制备方法。
技术介绍
金属氧簇合物的合成和性质一直是国内外研究者研究的热点，尤其是对过渡金属簇合物的研究。这类分子的迷人之处，不仅因为其在复杂体系中自发形成的优美结构，而且这类材料在催化，荧光材料，气体吸附，磁材料等领域拥有潜在的应用前景。不同类型的金属氧簇合物一直是无机合成领域的难点和热点，其中过渡金属氧簇在单分子磁体方面的应用非常令人感兴趣。异金属氧簇由于配体的特殊性促使此类材料具有结构和性质上的可调性；同时通过分子设计、组装使功能性材料的定向制备得以实现。目前报道的簇合物中，大多利用多酸作为反应前驱物来合成异核金属簇合物，且现有技术中的合成酒石酸锑过渡金属氧簇合物的方法较少。此外，在提倡绿色和可持续化学的必要形式下，合成化学家们正追寻更加低耗高效的途径去合成功能材料，采用环境友好的溶剂（如水），替代传统的有机溶剂，在常温常压下反应，无论从环保方面还是从安全生产、节能减排的角度都具有非常重要的意义。随着材料制备技术的飞速发展，研究者们对金属氧簇合物及其各项性能参数提出了更高的要求。越来越多的金属氧簇合物被合成出来，但目前尚未有化学式为{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的以双核钴为基元的笼型结构磁材料的报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可以作为分子磁性材料，由酒石酸锑构筑的钴氧簇合物及其制备方法。本专利技术所述的酒石酸锑构筑的钴氧簇合物，其化学式为：{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2，其中tartrate为内消旋的D/L酒石酸。本专利技术所述的酒石酸锑构筑的钴氧簇合物可以看作：由二个Sb3(μ3-O)(tartrate)3形成的酒石酸锑脚手架结构，赤道地带的{Sb6}和包裹的{Co2}核三个部分通过桥联的氧原子连接形成的笼型结构，[Co2⊂Sb12]，相邻之间的二个[Co2Sb12]簇合物通过2个Na+桥连形成[Co2Sb12]2二聚体簇合物，相邻的二聚体簇合物之间通过外围的钠离子相互连接形成一维链状结构。表1{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的晶体学参数CCDCnumber1828010empiricalformulaC48H106Co4Na8O133Sb24fw6152.97crystsysttriclinicspacegroupP`1a[Å]15.3106(9)b[Å]16.0356(10)c[Å]17.8266(10)α[deg]91.000(1)β[deg]108.361(1)γ[deg]116.164(1)V[Å3]3664.9(4)Z1Dcalcd[g/cm−3]2.788μ[mm−1]4.933F(000)2878.0goodness-of-fitonF21.047Rindices(alldata)R1=0.0426,wR2=0.1140上述酒石酸锑构筑的钴氧簇合物的制备方法为：以内消旋酒石酸锑钾、醋酸钴为起始原料，将二者加入适量浓度pH值的醋酸/醋酸钠缓冲溶液中，室温下搅拌反应一定时间，经过滤，室温下静置蒸发数天，产物用无水乙醇洗涤，并置于真空干燥箱干燥，即得酒石酸锑构筑的钴氧簇合物。上述制备方法中，所述酒石酸锑钾、醋酸铜的摩尔比为1-10。上述制备方法中，所述醋酸/醋酸钠的缓冲溶液浓度为0.2-8.0摩尔/升，pH值为4.0-8.5，用量为1-200毫升。上述制备方法中，所述室温反应时间为2-48小时，过滤，滤液经室温下静置蒸发时间为2-60天；产物用无水乙醇洗涤1-5遍，并置于真空干燥箱中于45℃干燥24小时，即得酒石酸锑构筑的钴氧簇合物。与现有技术相比，本专利技术提供了一种新的酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2及其制备方法，该酒石酸锑构筑的钴氧簇合物在1000Oe外磁场下通过拟合变温磁化率实验数据得出，该簇合物双核钴离子之间存在弱的铁磁交互作用，且或有分子间作用，可以用作分子磁性材料。本专利技术所述方法简单，节能环保，产率高，原料易得且价格低廉。附图说明：图1.酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的笼型结构图。图2.酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的二聚体结构图。图3.酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的一维链状结构图。图4.酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的χMT–T曲线图。图5.酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的M–H曲线图。图6.酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的红外光谱图。图7.酒石酸锑构筑的钴氧簇合物{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2的X射线粉末衍射图。具体实施方式为了更好的理解本
技术实现思路
，下面通过具体实例对本专利技术作进一步的详述，但本专利技术并不限于以下实施例。实施例1：称取0.406g内消旋酒石酸锑钾和0.128g醋酸铜加入15ml、2.0mol/L、pH=4.8的醋酸/醋酸钠的缓冲溶液中，室温下搅拌反应9h，经过滤，室温下静置蒸发20天，经过滤得紫色长条状晶体，用无水乙醇洗涤3遍，并置于真空干燥箱中于45℃干燥24h，即可得到酒石酸锑构筑的钴氧簇合物。对实施例1所得产物进行表征：1）晶体结构分析：选定表面结构完好的紫色长条状晶体，通过X-射线单晶衍射仪，确定其晶体结构，所得晶体结构数据如前述表1所示。所得紫色长条状晶体的化学结构如图1，所示，确定所得紫色长条状晶体即为酒石酸锑构筑的钴氧簇合物：{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2，其中，tartrate为内消旋的D/L酒石酸。本专利技术所述的酒石酸锑构筑的钴氧簇合物是由二个Sb3(μ3-O)(tartrate)3形成的酒石酸锑脚手架结构，赤道地带的{Sb6}和包裹的{Co2}核三个部分通过桥联的氧原子连接形成的笼型结构，[Co2⊂Sb12]，相邻之间的二个[Co2Sb12]簇合物通过2个Na+桥连形成[Co2Sb12]2二聚体簇合物，如图2所示；相邻的二聚体簇合物之间通过外围的钠离子相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酒石酸锑构筑的钴氧簇合物，其特征在于，所述酒石酸锑构筑的钴氧簇合物具有如下化学式组成：{Na4[Co2Sb12(μ3‑O)6(μ3‑OH)2(μ4‑O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2，其中tartrate为内消旋的D/L酒石酸；所述酒石酸锑构筑的钴氧簇合物结构组成可以看作是由二个Sb3(μ3‑O)(tartrate)3形成的酒石酸锑脚手架结构，赤道地带的{Sb6}和包裹的{Co2}核三个部分通过桥联的氧原子连接形成的笼型结构，[Co2⊂Sb12]，相邻之间的二个[Co2Sb12]簇合物通过2个Na+桥连形成[Co2Sb12]2二聚体簇合物，相邻的二聚体簇合物之间通过外围的钠离子相互连接形成一维链状结构。

【技术特征摘要】
1.一种酒石酸锑构筑的钴氧簇合物，其特征在于，所述酒石酸锑构筑的钴氧簇合物具有如下化学式组成：{Na4[Co2Sb12(μ3-O)6(μ3-OH)2(μ4-O)3(tartrate)6]·19.5H2O}2，其中tartrate为内消旋的D/L酒石酸；所述酒石酸锑构筑的钴氧簇合物结构组成可以看作是由二个Sb3(μ3-O)(tartrate)3形成的酒石酸锑脚手架结构，赤道地带的{Sb6}和包裹的{Co2}核三个部分通过桥联的氧原子连接形成的笼型结构，[Co2⊂Sb12]，相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟维，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43