一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架及其合成方法。此框架分子式为[Dy(thqa)]，单个分子由1个三(8

【技术实现步骤摘要】
一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架及其合成方法


[0001]专利技术涉及新型分子基磁性材料的制备，特别是一种兼具光刺激响应性与高化学稳定性的镝基单离子磁体超分子框架及其制备方法。

技术介绍

[0002]单离子磁体以单个分子为磁畴单位，有望突破现有材料磁存储密度的极限，是未来高密度信息存储材料的重点发展对象之一。尤其是其中的镝基单离子磁体，因镝离子固有的强磁各向异性，在有效能垒和阻塞温度等磁性能参数方面已取得可喜突破。然而，目前所开发的高性能镝基单离子磁体，多数属于金属有机化合物的范畴。其合成条件较为苛刻，尤其是磁体本身的热稳定性与化学稳定性不够理想。发展高稳定性的镝基单离子磁体，开始成为该领域中亟待解决的重要技术问题之一。
[0003]作为一种外源性的刺激手段，光也能对单离子磁体的性能实施调控，唤起其磁行为的响应。更重要的是，光特有的非侵入性、高可控性与高时间分辨率，为单离子磁体的实时与远程操控提供了可能，非常有助于磁体的器件化与智能化。但这种响应的构建须以光与磁性间的强关联为前提，对磁体的结构设计提出了很高的要求。因而尽管此类光刺激响应性单离子磁体极具吸引力与挑战性，目前所报道与开发的相关体系寥寥无几。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述现状，提供一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架及其合成方法。
[0005]本专利技术涉及的一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，其特征在于其化学式为[Dy(thqa)]，其中H3thqa代表三(8
‑
羟基喹啉
‑2‑
甲醛)缩三(2
‑
氨乙基)胺席夫碱配体。该框架结晶于三斜晶系，空间群。其晶胞参数为：空间群。其晶胞参数为：α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝120
°
；Z＝6，ρ
calc
(g/cm3)＝1.7338g
·
cm
–3，μ＝2.582mm
–1，F(000)＝2310.2，R1＝0.0185，wR2＝0.0461[I>2σ(I)]；详细的晶体学参数见下表1：
[0006]表1.基于镝单离子磁体的超分子框架的晶体学参数。
[0007][0008]一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，其所包含的镝基单离子磁体结构单元，由一个脱质子的thqa3‑
配体，以其3个亚胺氮原子、3个酚氧原子和3个喹啉氮原子组成的配位口袋，共同螯合1个镝离子而组成。经SHAPE 2.0分析，该镝中心为D
3h
对称的九配位三帽三棱柱几何构型。在整个晶格之中，各镝基单离子磁体通过配体之间的π
···
π相互作用，与相邻的3个镝基单离子磁体连接在一起，进而形成具备3，6
‑
拓扑构型的超分子框架。其中，相邻分子配体之间形成π
···
π相互作用的两个喹啉环，其中心距离为离为而相邻分子间Dy
···
Dy中心的距离均为
[0009]本专利技术涉及的一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，是使用8
‑
羟基喹啉
‑2‑
甲醛、三(2
‑
氨基乙基)胺与DyCl3·
6H2O为原料，以甲醇作为为溶剂，以三乙胺作为脱质子碱，通过常规溶剂挥发法而制得。
[0010]具体合成步骤为：
[0011](1)将8
‑
羟基喹啉
‑2‑
甲醛(0.052g，0.3mmol)和3
‑
(2
‑
氨基乙基)胺(0.0146g，0.1mmol)溶于10mL无水甲醇，在40℃下搅拌30min；
[0012](2)称取DyCl3·
6H2O(0.0754g，0.2mmol)加入上述溶液中，并在40℃下搅拌30min；
随后滴加4滴三乙胺，使用中性滤纸过滤；
[0013](3)将滤液在室温下缓慢挥发，约一周左右后得到八面体状黑色晶体，即为所述的兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架。
[0014]本专利技术优点在于：本专利技术中的镝基单离子磁体超分子框架，合成条件温和、产率较高、重复性好。尤其是得益于所形成的超分子框架结构，其在拥有优良的单离子磁体性能的基础上，同时又具备较高的稳定性与光刺激响应性能。
附图说明
[0015]图1为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架的晶体形貌图。
[0016]图2为本专利技术镝单离子磁体的分子结构图。
[0017]图3为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架图。
[0018]图4为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架的热重图。
[0019]图5为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在溶剂浸泡前后的PXRD图。
[0020]图6为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在弱碱性溶液浸泡前后的PXRD图。
[0021]图7为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在NaOH溶液浸泡前后的PXRD图。
[0022]图8为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在光刺激前后的变温磁化率图。
[0023]图9为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在光刺激前的交流磁化率虚部图。
[0024]图10为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在光刺激前的Cole
‑
Cole图。
[0025]图11为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在光刺激前的ln(τ)
‑
T
‑1图。
[0026]图12为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在光刺激后的交流磁化率虚部图。
[0027]图13为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在光刺激后的Cole
‑
Cole图。
[0028]图14为本专利技术基于镝单离子磁体的超分子框架在光刺激后的ln(τ)
‑
T
‑1图。
具体实施方式
[0029]实施例：
[0030]一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架的合成方法，其具体步骤为：将8
‑
羟基喹啉
‑2‑
甲醛(0.052g,0.3mmol)和3
‑
(2
‑
氨基乙基)胺(0.0146g，0.1mmol)充分溶解于10mL无水甲醇中。随后在持续搅拌下将DyCl3·
6H2O(0.0754g,0.2mmol)加入，得到橙红色溶液。加入三乙胺4滴后，搅拌，使用中性滤纸过滤。滤液置于室温下缓慢挥发。约一周左右后得到八面体状黑色晶体(图1)，即为所述的一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架。
[0031]一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，其X
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，其特征在于其化学分子式为[Dy(thqa)]，其中H3thqa代表三(8
‑
羟基喹啉
‑2‑
甲醛)缩三(2
‑
氨乙基)胺席夫碱配体，即整个分子包括1个Dy
3+
离子与1个thqa3‑
配体。2.根据权利要求1所述的一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，其晶体的晶胞参数为：α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝120
°
；Z＝6，ρ
calc
(g/cm3)＝1.7338g
·
cm
–3，μ＝2.582mm
–1，F(000)＝2310.2，R1＝0.0185，wR2＝0.0461[I>2σ(I)]；详细的晶体学参数见下表1。表1.镝基单离子磁体超分子框架的晶体学参数3.根据权利要求1所述的一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，其空间结构特征为：每个镝基单离子磁体结构单元，由一个脱质子的thqa3‑
配体，以其3个亚胺氮氧原子、3个酚氧原子和3个氮原子喹啉氮原子组成的配位口袋，共同螯合1个镝离子而组成；该镝中心的配位几何形状为D
3h
对称的九配位三帽三棱柱几何构型；在整个晶格之中，各个镝基单离子磁体通过π
···
π相互作用，与相邻的3个镝基单离子磁体连接在一起，进而形成具备3，6
‑
拓扑结构的超分子框架；其中，相邻分子间形成π
···
π相互作用的两个喹啉环，其中心距离为而相邻分子间Dy
···
Dy中心的距离均为
4.根据权利要求1所述的一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架，其具体合成步骤为：(1)将8
‑
羟基喹啉
‑2‑
甲醛(0.052g，0.3mmol)和3
‑
(2
‑
氨基乙基)胺(0.0146g，0.1mmol)溶于10mL无水甲醇，在40℃下搅拌30min；(2)称取DyCl3·
6H2O(0.0754g，0.2mmol)加入上述溶液中，并在40℃下搅拌30min；随后滴加4滴三乙胺，使用中性滤纸过滤；(3)将滤液在室温下缓慢挥发，约一周左右后得到八面体状黑色晶体，即为所述的一种兼具高稳定性与光刺激响应性的镝基单离子磁体超分子框架。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，罗学晶，滕青湖，梁福沛，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：