一类铁氧团簇及其合成方法与应用技术

本发明专利技术属于无机材料技术领域，具体涉及一类铁氧团簇及其合成方法与应用。本发明专利技术合成了多种铁氧团簇；在结构中引入多种二价、三价金属离子。本发明专利技术的铁氧团簇可用于制备铁氢氧化物的纳米颗粒或用于制备铁氧体薄膜。例如制备铁氧体薄膜时，可直接将溶解有本发明专利技术铁氧团簇的溶液作为前驱体溶液。本发明专利技术通过冷冻干燥、溶剂交换与溶剂扩散，抑制了铁氧团簇的反应活性，提高了团簇的稳定性，为合成提供了条件。而且，本发明专利技术原料的价格低，制备方法简单，适于大规模的生产。

【技术实现步骤摘要】
一类铁氧团簇及其合成方法与应用
本专利技术属于无机材料
，具体涉及一类铁氧团簇及其合成方法与应用。
技术介绍
现有技术仅实现了[Fe3O(SO4)6(H2O)3]5-铁氧团簇的合成，合成方法为在室温下缓慢蒸发或者在70-80℃下加热蒸发硫酸铁与硫酸钾的混合溶液(其中，硫酸铁与硫酸钾的摩尔比为1:1)。其中，硫酸钾可用硫酸钠替换。上述人工合成方法制备的化合物除含有[Fe3O(SO4)6(H2O)3]5-结构单元外，另外仅含Na+，K+，Rb+等一价金属离子(ActaCryst.,1975,B31,2171；ZeitschriftfürKristallographie,1990,190,47)。同时，由于该铁氧团簇的反应活性强、稳定性差，极易转化为氢氧化铁或水合氧化铁沉淀，使用现有的合成方法，合成类似的铁氧团簇、特别是合成含有高价态(二价以上)的其他金属离子的铁氧团簇是非常困难的。迄今为止，尚未发现同时包含[Fe3O(SO4)6(H2O)3]5-结构单元及二价、三价离子的铁氧团簇的报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种同时包含[Fe3O(SO4)6(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁氧团簇，其特征在于，所述铁氧团簇包含分子式为[(Mx+)yFe3O(SO4)6(Sol)3]xy‑5的结构单元，M选自至少一种金属，x是M的正电荷数，x≥2；Sol为溶剂分子；0

【技术特征摘要】
1.一种铁氧团簇，其特征在于，所述铁氧团簇包含分子式为[(Mx+)yFe3O(SO4)6(Sol)3]xy-5的结构单元，M选自至少一种金属，x是M的正电荷数，x≥2；Sol为溶剂分子；0<y≤6。2.根据权利要求1所述的铁氧团簇，其特征在于，所述铁氧团簇可由多个[(Mx+)yFe3O(SO4)6(Sol)3]xy-5结构单元连接组成；优选地，所述结构单元的连接方式包括图3、图4或图5所示的连接方式；优选地，0<y<3，例如0.55、1、1.45或2。3.根据权利要求1或2所述的铁氧团簇，其特征在于，M为具有二价或三价价态离子的金属中的一种或多种(两种或两种以上)；例如，Mx+选自Fe3+、Al3+与Fe3+的混合物、Zn2+、Cd2+、Co2+或Ni2+；优选地，当Mx+选自Al3+与Fe3+的混合物时，所述铁氧团簇包含分子式为[(Al3+mFe3+n)Fe3O(SO4)6(Sol)3]xy-5的结构单元；其中，0<m<2，0<n<2，m+n＝2；例如m＝0.55，n＝1.45，所述铁氧团簇包含分子式为[(Al3+0.55Fe3+1.45)Fe3O(SO4)6(Sol)3]+的结构单元。4.根据权利要求1-3任一项所述的铁氧团簇，其特征在于，Sol选自水、醇类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂的至少一种，例如水、甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二恶烷、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯的至少一种。5.根据权利要求1-4任一项所述铁氧团簇的合成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)配制硫酸铁溶液；(2)向硫酸铁溶液中加入至少一种金属氢氧化物M(OH)x，充分搅拌，至金属氢氧化物完全溶解；(3)将步骤(2)得到的溶液冷冻干燥，得到固体；(4)将步骤(3)得到的固体溶解于溶剂1，制得澄清溶液；(5)利用扩散法，通过将溶剂2引入步骤(4)得到的溶液中，制备得到目标产物；其中，M、x、y、S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维，张易宁，苗小飞，陈素晶，刘永川，陈远强，张祥昕，程健，林嵩岳，冯文豆，林长新，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35