一种含钴的具有低温相变的配位化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含钴的具有低温相变的配位化合物的制备、表征和应用。所述配位化合物的化学式为[(CH

A coordination compound containing cobalt with low temperature phase transition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含钴的具有低温相变的配位化合物及其制备方法
本专利技术属于相变材料领域，具体涉及一种含钴的具有低温相变的配位化合物及其制备方法。
技术介绍
相变材料，简称PCM，是在相态变化过程中可吸收或释放能量的相变储存材料，它可以将多余的能量贮存起来，在需要能量时再将其释放出来。相变过程是指物质在一定条件下维持等温或近似等温，并伴随有大量的能量吸收或者释放的相态变化过程。这一特性构成了相变材料具有广泛应用的理论依据。从目前的国内外研究现状来看，简单的分子离子型相变材料仍处在发展阶段，如Liu,M.L.ActaCrystalSecE.2012,E68,m652；Chen,L.Z.；HuangD.D.；Pan,Q.J.；Ge,J.Z.RSCAdv.2015,5,13488；W.Zhang,H.Y.Ye,H.L.Cai,J.Z.Ge,R.G.Xiong,S.D.Huang,J.Am.Chem.Soc.,2010,132,7300；Y.Zhang,W.Zhang,S.H.Li,Q.Ye,H.L.Cai,F.Deng,R.G.Xiong,S.D.Huang,J.Am.Chem.Soc.,2012,134,11044中都有进行研究。最近，奎宁环系列配位化合物逐渐受到人们的重视，人们在该领域中已经开展了许多研究工作，对该系列化合物的相变性质的研究也日益增多。对1-氮杂二环[2.2.2]辛烷(奎宁环)进行化学修饰，然后与金属盐形成配位化合物在低温下发生相变。目前，人们对奎宁环衍生物的研究广度和深度尚浅，不同的奎宁环衍生物与不同的配体配位所产生的介电性质或相变性质仍需继续研究开拓。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种含钴的具有低温相变的配位化合物及其制备方法，以简单可控的方法制备可以作为相变材料的化合物，同时进一步拓展该相变材料应用的广度和深度。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种含钴的具有低温相变的配位化合物，该化合物的化学式为[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]，结构式为该配位化合物是由1-氮杂二环[2.2.2]辛烷(简称奎宁环)与溴化钴配位形成。进一步地，所述化合物的结构单元为：在296K温度下，晶体属于单斜晶系，C2/c空间群；在170K温度下，晶体属于单斜晶系，空间群为Cc。本专利技术进一步提出了上述含钴的具有低温相变的配位化合物的制备方法，包括如下步骤：在常温下，称取含钴的可溶性化合物与奎宁环衍生物一并放入容器中，加入适量的蒸馏水搅拌溶解，将溶解后得到的澄清液静置，室温下挥发2-3天，即得到所述配位化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]。如果在溶解后产生了少量的沉淀，可以先用滤纸过滤掉沉淀，从而得到澄清液。优选地，所述含钴的可溶性化合物选自溴化钴或含结晶水的溴化钴。优选地，所述奎宁环衍生物为1-异丙基-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷。优选地，所述含钴的可溶性化合物与奎宁环衍生物的摩尔比为1:1。在一个优选的实施方案中，所述蒸馏水的用量为每1mmol的含钴的可溶性化合物中加入10mL蒸馏水，即1mmol含钴的可溶性化合物与1mmol的奎宁环衍生物混合后加入10mL蒸馏水。优选地，本专利技术提供了一种上述相变化合物的制备方法的具体步骤：在室温下，将1mmolCoBr2与1mmol奎宁环衍生物放入烧杯中，加入蒸馏水搅拌溶解，蒸馏水的体积为10mL，搅拌溶解，如果产生沉淀先用滤纸过滤，得到澄清液，再将其静置，室温下挥发2-3天，即得到所述具有低温相变性质的配位化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]。本专利技术还提出了所述的含钴的具有低温相变的配位化合物可应用在运输业、军事业、温室种植等行业。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术的低温相变化合物，易溶于极性大的溶剂，如：乙二醇，二甲亚砜等；不溶于极性小的溶剂，如：环己烷等，热分解温度点相对较高，晶体颗粒均匀；(2)本专利技术提供的制备方法是在室温条件下，通过溶液自然挥发溶剂自组装合成，材料结构稳定性较高，且本化合物的结构可控性较强、产率高以及重复性好，制备方法简单，易操作，所采用的原料来源充足、生产成本低；(3)本专利技术提出的低温相变化合物，在纺织服装、温室种植、建筑业等领域都具有很大潜力的应用。附图说明图1为本专利技术相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的合成路线图；图2a为实施例1中相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的晶胞在296K下的变化图；图2b为实施例1中相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的晶胞在下170K)的变化图；图3为实施例1中相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的红外谱图；图4为实施例1中相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的粉末PXRD衍射图；图5为实施例1中相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的热重TG分析图；图6为实施例1中相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的差示扫描量热DSC分析图；图7为实施例1中相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]在不同频率下的介电扫描图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步解释说明。图1为本专利技术化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]的合成路线图。实施例1-4依据此合成路线制备该相变化合物。实施例1在室温下，将1mmolCoBr2与1mmol奎宁环衍生物放入烧杯中，加入蒸馏水搅拌溶解，蒸馏水的体积为10mL，搅拌溶解，如果产生沉淀先用滤纸过滤，得到澄清液，再将澄清液静置，室温下挥发两三天，即得到一种具有低温相变性质的配位化合物。实施例2在室温下，将2mmolCoBr2与1mmol奎宁环衍生物放入烧杯中，加入蒸馏水搅拌溶解，蒸馏水的体积为10mL，搅拌溶解，如果产生沉淀先用滤纸过滤，得到澄清液，再将澄清液静置，室温下挥发两三天，即得到一种具有低温相变性质的配位化合物。实施例3在室温下，将3mmolCoBr2与1mmol奎宁环衍生物放入烧杯中，加入蒸馏水搅拌溶解，蒸馏水的体积为10mL，搅拌溶解，如果产生沉淀先用滤纸过滤，得到澄清液，再将澄清液静置，室温下挥发两三天，即得到一种具有低温相变性质的配位化合物。实施例4在室温下，将1mmolCoBr2与1mmol奎宁环衍生物放入烧杯中，加入蒸馏水搅拌溶解，蒸馏水的体积为15mL，搅拌溶解，如果产生沉淀先用滤纸过滤，得到澄清液，再将澄清液静置，室温下挥发两三天，即得到一种具有低温相变性质的配位化合物。对实施例1所制备的荧光化合物晶体进行分析，在显微镜下选取合适大小的单晶，室温时用经石墨单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钴的具有低温相变的配位化合物，其特征在于：所述相变化合物的分子式为[(CH

【技术特征摘要】
1.一种含钴的具有低温相变的配位化合物，其特征在于：所述相变化合物的分子式为[(CH3)2CH-C3H17N][CoBr4]，结构式为：





2.根据权利要求1所述的含钴的具有低温相变的配位化合物，其特征在于：所述化合物的结构单元为：在296K温度下，晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c，在170K温度下，晶体属于单斜晶系，空间群为Cc。


3.根据权利要求1所述的含钴的具有低温相变的配位化合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在常温下，将含钴的可溶性化合物和奎宁环衍生物分别放入容器中，缓慢加入蒸馏水搅拌溶解，然后再将两容器溶液相互融合，搅拌均匀后，在室温下静置一段时间，即得到所述相变化合物[(CH3)2CH-C3H17N][CoB...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立庄，邓思雨，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32