一种六核镝簇环状配合物单分子磁体及其制备方法技术

一种六核镝簇环状配合物单分子磁体及其制备方法，它涉及一种单分子磁体及其制备方法。本发明专利技术的目的是要解决现有方法制备的稀土配合物单分子磁体存在合成方法复杂，可控性低和重复性差的问题。六核镝簇环状配合物单分子磁体的化学式为[Dy6(H2shi)6(2‑pyca)6(2‑pyca

A Monomolecular Magnets of Hexanuclear Dysprosium Cluster Ring Complexes and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种六核镝簇环状配合物单分子磁体及其制备方法
本专利技术涉及一种六核镝簇环状配合物单分子磁体及其制备方法。
技术介绍
单分子磁体(Single–MolecularMagnets,SMMs)是介于分子基磁体和纳米磁性材料之间的新型材料。因其在高密度信息加工与存储、量子计算、分子自旋电子学等方面的潜在应用，成为化学、物理、材料科学等领域研究热点。在众多单分子磁体分支中，镧系原子因其特殊的电子结构排布即[Ln]4fn6s2和[Ln]4fn-15d16s2(n＝1–14)，体现了稀土元素单电子数多、各向异性显著，具有强旋轨耦合作用等特点，使其成为设计单分子磁体的理想选择。同时，研究发现引入合适的有机配体，在构筑具有强各向异性基态时起到了举足轻重的作用，从而得到具有优良性质的单分子磁体。尽管目前相关领域的研究已取得了很大的进展，但是对于多核稀土单分子磁体的磁作用机理目前还没有统一的解释，稀土配合物单分子磁体结构与性能之间的构效关系仍是当下单分子磁体研究领域的主要研究对象。相对于单核或双核稀土配合物单分子磁体，多核单分子磁体由于合成方法困难导致相应的报道较少，特别是这种有序的环状高核配合物更是少之又少，并且这种高核的稀土配合物单分子磁体在尺寸上更接近纳米尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有方法制备的稀土配合物单分子磁体存在合成方法复杂，可控性低和重复性差的问题。从而提供一种六核镝簇环状配合物单分子磁体及其制备方法。六核镝簇环状配合物单分子磁体的化学式为[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]，分子式为C114H90Dy6N18O42；六核镝簇环状配合物单分子磁体属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为：a＝14.52，b＝18.11，α＝90°，β＝104.07°，γ＝90°；一种六核镝簇环状配合物单分子磁体的制备方法，是按以下步骤完成的：将水杨羟肟酸、吡啶-2-甲酸和Dy(NO3)3·6H2O溶解到溶剂中，超声至溶液澄清，得到混合溶液A；所述的溶液A中水杨羟肟酸、吡啶-2-甲酸和Dy(NO3)3·6H2O的摩尔比为1:2:1；所述的溶液A中水杨羟肟酸的质量与溶剂的体积比为(0.0011g～0.0013g):1mL；将混合溶液A在搅拌条件下加热回流反应1h～2h，加热回流反应的温度为90℃～100℃，得到溶液B；向冷却至室温的溶液B中加入吡啶，再在搅拌条件下加热回流反应10min～20min，加热回流反应的温度为90℃～100℃，得到预制体；所述的吡啶与溶剂的体积比为1:128；将预制体进行溶剂挥发，得到六核镝簇环状配合物单分子磁体。本专利技术所述的六核镝簇环状配合物单分子磁体其分子结构中，包含六个水杨羟肟酸配体，每个水杨羟肟酸配体提供了两个氧原子参与配位，桥联了六个中心Dy(III)离子构筑了基本的六元环框架。值得注意的是，十二个辅配体吡啶-2-甲酸以两种配位方式参与配位，六个吡啶-2-甲酸配体分别提供一个吡啶环上的氮原子和一个羰基氧原子与上述的水杨羟肟酸配体交替错落的配位与六元环外侧，余下的吡啶-2-甲酸配体均提供一个吡啶环上的一个氮原子、一个羰基氧原子和一个羟基氧原子参与配位，余下的这六个吡啶-2-甲酸配体平均分为两部分配位于六元环的空腔两侧。六个中心Dy(III)离子配位环境相同，均为九配位的三帽三棱柱配位几何构型。本专利技术有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供了一种新型以水杨羟肟酸和吡啶-2-甲酸为配体构筑的具有纳米尺寸的六核镝簇环状配合物[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]及其制备方法。该六核镝簇环状配合物单分子磁体属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为：a＝14.52，b＝18.11，α＝90°，β＝104.07°，γ＝90°；申请人在磁学性质研究过程中为降低量子遂穿效应，选择最优场的条件下进行测试，虚部磁化率(χ")出峰温度在4.5K，有效能垒(Ueff)高达15.37K，指前因子τ0＝7.48×10-6s。该配合物在低温下表现场诱导单分子磁体行为，可以用于制备磁性材料。此外，该配合物的制备方法简单、成本低廉、可控性高，重复性强，能够用于结构新颖、性能优良的稀土单分子磁体的自行组装。附图说明图1为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]的分子结构图，图中●表示Dy，●表示N，表示O；图2为红外谱图，图中1为水杨羟肟酸的红外光谱曲线，2为吡啶-2-甲酸的红外光谱曲线，3为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]的红外光谱曲线；图3为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]的直流磁化率曲线图；图4为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]的不同温度下的场依赖曲线图；图5为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]在2000Oe时不同交流磁化率实部温度曲线图；图6为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]在2000Oe时不同交流磁化率虚部温度曲线图；图7为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]在2000Oe时不同交流磁化率实部频率曲线图；图8为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]在2000Oe时不同交流磁化率虚部频率曲线图；图9为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]在2000Oe时能垒曲线和能垒拟合曲线，■为能垒曲线，——为能垒拟合曲线；图10为实施例1制备的六核镝簇环状配合物单分子磁体[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]在2000Oe时，不同变频交流磁化率虚部对实部作图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是六核镝簇环状配合物单分子磁体的化学式为[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]，分子式为C114H90Dy6N18O42；六核镝簇环状配合物单分子磁体属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为：a＝14.52，b＝18.11，α＝90°，β＝104.07°，γ＝90°；本实施方式[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]中H2shi为失去一个质子的水杨羟肟酸，2-pyca为吡啶-2-甲酸，水杨羟肟酸的结构式为吡啶-2-甲酸的结构式为具体实施方式二：本实施方式是：一种六核镝簇环状配合物单分子磁体的制备方法是按以下步骤完成的：将水杨羟肟酸、吡啶-2-甲酸和Dy(NO3)3·6H2O溶解到溶剂中，超声至溶液澄清，得到混合溶液A；所述的溶液A中水杨羟肟酸、吡啶-2-甲酸和Dy(NO3)3·6H2O的摩尔比为1:2:1；所述的溶液A中水杨羟肟酸的质量与溶剂的体积比为(0.001本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六核镝簇环状配合物单分子磁体，其特征在于六核镝簇环状配合物单分子磁体的化学式为[Dy6(H2shi)6(2‑pyca)6(2‑pyca

【技术特征摘要】
1.一种六核镝簇环状配合物单分子磁体，其特征在于六核镝簇环状配合物单分子磁体的化学式为[Dy6(H2shi)6(2-pyca)6(2-pyca-)6]，分子式为C114H90Dy6N18O42；六核镝簇环状配合物单分子磁体属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为：a＝14.52，b＝18.11，α＝90°，β＝104.07°，γ＝90°；2.如权利要求1所述的一种六核镝簇环状配合物单分子磁体的制备方法，其特征在于一种六核镝簇环状配合物单分子磁体的制备方法是按以下步骤完成的：将水杨羟肟酸、吡啶-2-甲酸和Dy(NO3)3·6H2O溶解到溶剂中，超声至溶液澄清，得到混合溶液A；所述的溶液A中水杨羟肟酸、吡啶-2-甲酸和Dy(NO3)3·6H2O的摩尔比为1:2:1；所述的溶液A中水杨羟肟酸的质量与溶剂的体积比为(0.0011g～0.0013g):1mL；将混合溶液A在搅拌条件下加热回流反应1h～2h，加热回流反应的温度为90℃～100℃，得到溶液B；向冷却至室温的溶液B中加入吡啶，再在搅拌条件下加热回流反应10min～20min，加热回流反应的温度为90℃～100℃，得到预制体；所述的吡啶与溶剂的体积比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：高婷，孙鸥，闫鹏飞，李洪峰，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23