本发明专利技术涉及一种三维叠氮铜配位聚合物磁性材料和制备方法及其应用。所述的铜配位聚合物是含有（３，６）连接金红石三维拓扑网络结构的配合物，具有分子铁磁性能，其化学式为ＣｕＬ↑［１］Ｎ↓［３］（其中Ｌ↑［１］是２－（１－咪唑）乙酸一价阴离子）。制备方法是：将有机配体２－（１－咪唑）乙酸钠与硝酸铜和叠氮钠在水中经由水热反应得到块状单晶；或将有机配体２－（１－咪唑）乙酸钠与叠氮钠水溶液缓慢滤入试管中；再滤入水和甲醇体积比为１∶１混合溶剂，使分层；最后滤入一定浓度的硝酸铜甲醇溶液，两周后得到绿色块状晶体。此配合物双核铜之间存在较大的铁磁耦合作用，可用作分子基磁性材料，在材料科学领域具有巨大的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
三维叠氮铜配位聚合物磁性材料和制备方法及其应用
本专利技术属于分子基材料的合成
，涉及金属-有机配位聚合物材料，特别是 一种三维铜配位聚合物和制备方法及其应用。所述的铜配位聚合物是含有三维(3, 6)连接金红石拓扑网络结构的聚合物，具 有铁磁功能。
技术介绍
近年来，设计和合成具有特定结构和物理功能的分子基材料已经引起了人们的极大兴趣(游效曾，力冶劝虔众^欽上海科学技术出版社，2001;朱道本，劝虔//奔众学_^展，化学工业出版社，2005;洪茂春，陈荣，梁文平，i7趁/^^f 教众学，科学出版社，2005; Larsson, K. Molecule-Based Materials: The Structural Network Approach, Elsevier B.V.: Amsterdam, 2005;李晖，f泣众学，化学工业出版 社，2006)。它与传统的无机材料不同，当分子聚集成固体时，它们的排列次序及组 合的方式对体系的功能有着极大的影响。作为分子基材料的重要组成部分一分子基磁 性材料是涉及化学、物理、材料和生命科学等诸多学科的新兴交叉研究领域。主要研 究分子体系中自选载体之间的相互作用及其机理，揭示分子磁性与结构之间的相关性 规律，发现新的物理现象，获得新的磁功能及相关功能材料，为分子电子学提供材料 基础。这使得分子磁学成为近年来化学、物理学以及材料科学等领域研究的热点之一。 然而设计和构筑这类具有特殊结构和性能分子基磁性材料具有很大的挑战性。这类材 料的合成与探索，特别是使用其它类型的有机配体作为原料来合成这类配位聚合物对 本研究领域，进而对开发高性能新材料将会产生很大的影响，并为材料科学领域注入 强大的生命力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维叠氮铜配位聚合物磁性材料和制备方法及其应用。该材料是含有三维(3， 6)连接金红石拓扑网络结构的聚合物，具有铁磁性。 本专利技术提供的三维叠氮铜配位聚合物磁性材料的化学式为CuI^N3，其中L1是 2-(l-咪唑)乙酸一价阴离子。该磁性材料的主要红外吸收峰为3415 cm—、 2066 cm—1， 1639 cm—、 1618 cm一1， 1515 cnT1， 1439 cm-、 1400 cm-〗，1303 cm-1， 1291 cm_1， 1238 cm-、 1154cnT1， 1112 cm-1， 1087 cm-、 952 cnT1， 881 cm-、 835 cnT1， 797 cm-1， 753 cm-、 716 cm-1， 624 cm一1， 483 cm一1， 408 cm—、本专利技术三维叠氮铜配位聚合物的二级结构单元为晶体属于单斜晶系，空间群为尸21/n，晶胞参数为a = 4.8922(10)， b = 11.420(2), c = 14.253(3) A, ^ =卯.02(3)。；从 连接构筑的角度来看，叠氮桥联双核铜单元连接三个配体L1，同时每个配体U与两 个双核铜单元连接形成一个三维(3， 6)连接金红石拓扑网络。 本专利技术三维叠氮铜配位聚合物的合成方法一，包括以下步骤-有机配体2-(l-咪唑)乙酸钠与硝酸铜和叠氮钠在水中经由水热反应得到块状三维 叠氮铜配位聚合物磁性材料的晶体。所述的2-(l-咪唑)乙酸钠与硝酸铜和叠氮钠的摩尔比为1: (1.5~2): 1。 所述的水热反应的溶剂热条件为120-130 。C下保温两天后，程序降温到室温。 本专利技术三维叠氮铜配位聚合物的合成方法二，包括以下步骤 0.02mol/L 0.05mol/L有机配体2-(l-咪唑)乙酸钠与0.04mol/L 0.lmol/L叠氮钠水 溶液缓慢滤入试管中；再滤入水和甲醇体积比为1: 1混合溶剂，使分层；最后滤入 0.02mol/L 0.05mol/L硝酸铜的甲醇溶液，两周后得到三维叠氮铜配位聚合物磁性材料 的晶体。本专利技术三维叠氮铜配位聚合物在材料方面具有铁磁性质，可用作分子基磁性材料， 在材料科学领域具有良好的应用前景。附图说明图l CuI^N3的粉末衍射图； 图2 CllI^N3的连接方式图； 图3 CuI^N3的三维网络结构图4 CuL^N3的磁性图。具体实施方式实施例1三维叠氮铜配位聚合物A的合成将有机配体，2-(l-咪唑)乙酸钠(0.2毫摩尔)与硝酸铜(0.4毫摩尔)和叠氮钠(0.2 毫摩尔)溶解在水中搅拌数分钟后封入水热斧中。在12(TC下保温两天后程序降温到 室温得到三维叠氮铜配位聚合物磁性材料的晶体。实施例2三维叠氮铜配位聚合物B的合成-将有机配体，2-(l-咪唑)乙酸钠(0.2毫摩尔)与硝酸铜(0.3毫摩尔)和叠氮钠(0.2 毫摩尔)溶解在水中搅拌数分钟后封入水热斧中。在130。C下保温两天后程序降温到 室温得到块状晶体。实施例3三维叠氮铜配位聚合物C的合成0.03mol/L有机配体2-(l-咪唑)乙酸钠与0.06mol/L叠氮钠水溶液缓慢滤入试管中； 再滤入水和甲醇体积比为1: l混合溶剂，使分层；最后滤入0.03mol/L硝酸铜的甲醇 溶液，两周后得到三维叠氮铜配位聚合物磁性材料的晶体。实施例4三维叠氮铜配位聚合物D的合成0.04mol/L有机配体2-(l-咪唑)乙酸钠与0.06mol/L叠氮钠水溶液缓慢滤入试管中； 再滤入水和甲醇体积比为1: l混合溶剂，使分层；最后滤入0.04mol/L硝酸铜的甲醇 溶液，两周后得到三维叠氮铜配位聚合物磁性材料的晶体。对实施例1至4配合物的表征(1) 粉末衍射表征相纯度(图1)粉末衍射数据收集在RigakuD/Max-2500衍射仪上完成，仪器操作电压为40 kV， 电流为100mA，使用石墨单色化的铜靶X射线。固定扫描，发散偏离为r，接收狭 缝宽为0.3毫米。密度数据收集使用2併e扫描模式，在3°到60°范围内连续扫描完成， 扫描速度为87每秒，跨度为0.027每次。数据拟合使用Cerius2程序，单晶结构粉末 衍射谱模拟转化使用Mercury 1.2.1。(2) 晶体结构测定(图2、 3)在显微镜下选取合适大小的单晶，室温下在Bruker SMART 1000 CCD面探衍射 仪上，用经石墨单色器单色化的Mo-Ka射线(义=0.71073 A)，以w，方式收集衍射 数据。所有衍射数据使用SADABS程序进行吸收校正]。晶胞参数用最小二乘法确定。 数据还原和结构解析分别使用SAINT和SHELXTL程序完成。先用差值函数法和最小 二乘法确定全部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子位置，然后用最小二乘法 对晶体结构进行精修。结构见图3和4。晶体学衍射点数据收集与结构精修的部分参 数列在下表。配位聚合物Cul/N3主要晶体学实验与精修参数分子式C5H5CuN502晶体大小(mm)0.28x0.25x0.22分子量230.68晶系单斜空间群晶胞参数(A)4.8922(10)6(A)11.420(2)c(A)14.253(3) o9090.02(3)90「(A3)796.3(3)4理论密度(Mg'm一3)1.924吸收系数(mm—2.714F(000)460总衍射点9792独立衍射点1901可观察衍射点1671精化参数点1180.0503W [/>2a(/)l0.05560本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三维叠氮铜配位聚合物磁性材料，其特征在于它是下述化学式的化合物：ＣｕＬ↑［１］Ｎ↓［３］，其中Ｌ↑［１］是２－（１－咪唑）乙酸一价阴离子。
【技术特征摘要】
1.种三维叠氮铜配位聚合物磁性材料，其特征在于它是下述化学式的化合物CuL1N3，其中L1是2-(1-咪唑)乙酸一价阴离子。2、 根据权利要求l所述的三维叠氮铜配位聚合物磁性材料，其特征在于，该磁 性材料的主要红外吸收峰为3415 cm—、 2066 cm-、 1639 cm—1,1618 cnT1， 1515 cm一1， 1439 cnT1， 1400 cm-1, 1303 cm-、 1291 cm-1, 1238 cm-、 1154 cm-1， 1112 cnT1， 1087 cm-1， 952 cm-、 881 cnT1， 835 cnT1， 797 cm-、 753 cm一1， 716 cm-、 624 cm-1， 483 cnT1， 408 cm-、3 、权利要求1或2所述的三维叠氮铜配位聚合物磁性材料，其特征在于该磁性 材料的二级结构单元为晶体属于单斜晶系，空间群为尸21/n，晶胞参数为a = 4.8922 A， b= 11.420 A, c= 14.253 A,=卯.02°;从连接构筑的角度来看，叠氮桥联双核铜 单元作为一个六连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：卜显和，胡博文，赵炯鹏，杨乾，肖灿，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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