5-氨基间苯二甲酸镍配合物的晶体结构及其磁性质制造技术

技术编号：40663642 阅读：2 留言：0更新日期：2024-03-18 18:57

本发明专利技术公开了一种5‑氨基间苯二甲酸镍配合物的晶体结构及其磁性质研究。该镍配合物属于单斜晶系，空间群为C2/c，中心金属离子为Ni(II)离子。配合物基本结构单元包含两个Ni(II)离子，两个5‑氨基间苯二甲酸阴离子(N‑bdc<supgt;2‑</supgt;)，一个N,N'‑二吡啶‑4‑亚甲基‑肼分子(4‑bpmh)，一个游离水合肼分子和四个水分子。磁性研究表明该配合物Ni(II)离子之间存在弱的铁磁相互作用。本发明专利技术通过溶剂热法成功的合成了一种5‑氨基间苯二甲酸镍配合物并培养出单晶，利用X‑射线单晶衍射仪解析其晶体结构，并进行变温磁化率测试，为配合物在磁性材料领域的研究与应用提供了一定的依据。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配合物性质研究，特别涉及一种5-氨基间苯二甲酸镍配合物的晶体结构及其磁性质研究。

技术介绍

1、芳香羧酸类化合物（aromatic carboxylic acid compounds）的羧基具有灵活多样的配位方式，羧基在磁性配合物中是一种优异的桥联基团，其能够通过单齿、桥式双齿、双齿鳌合等配位模式与金属中心离子合成单核、多核、链状或层状配合物。另外，羧基上氧原子还可参与形成氢键，有利于配合物骨架更加稳定。同时，人们往往会在芳香环上引入一些官能团，如-f、-cl、-br、-so3、-oh、-nh2、-ch3等，通过这些官能团作用，改变芳香羧酸配体的配位能力，从而构筑更多结构新颖的配合物。因此有机羧酸配体被广泛用于合成结构优异且具有特殊性质的配合物，研究者们采用芳香羧酸类配体和金属离子配位合成具有应用价值的配位聚合物。

2、分子基磁体是通过化学方法将自旋载体通过桥连配体以特定的方式组合而形成的具有自发磁化行为的化合物，在量子计算、高密度信息储存、光磁和电磁材料等领域备受关注。目前配合物磁性的研究已成为跨越物理、化学和材料科学等诸多学科的前沿研究领域之一。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种5-氨基间苯二甲酸镍配合物的结构及其磁性质。

2、本专利技术的思路：利用5-氨基间苯二甲酸(n-bdc)、n , n ' -二吡啶-4-亚甲基-肼(4-bpmh)为配体与六水合硫酸镍通过溶剂热法获得镍配合物。(4-bpmh由水合肼和吡啶-4-甲醛反应合成)

3、5-氨基间苯二甲酸镍配合物的结构见附图1。该配合物属于单斜晶系，c2/c空间群，中心金属离子为ni(ii)离子，其晶胞参数为：a = 28.3004(9) å，b = 7.78652 (18) å，c = 15.5874(4) å，β = 103.903(3) °，v = 3334.24(16) å3，z = 4，dc = 1.646 g·cm-3，μ = 1.21 mm-1，f(000) = 1712。

4、晶体衍射表明，配合物基本结构单元包含两个ni(ii)离子，两个n-bdc2-，一个4-bpmh，一个游离水合肼分子和四个水分子。n-bdc2-通过四齿桥联的方式配位，4-bpmh则通过双齿桥联的方式配位。中心ni(ii)1离子分别与三个n-bdc2-的一个氮原子n(1d)和三个羧基氧原子（o(1)、o(3b)、o(4b)），一个4-bpmh中性分子的一个氮原子n(2)，以及一个水分子o(5)配位，六个配位原子在镍离子周围形成了不规则的八面体构型，o(1)、o(3b)、o(4b)、n(2)组成赤道平面，n(1d)和o(5)呈轴向分布，赤道平面平均偏离0.0402 å。n-bdc2-通过氨基与羧基的单齿与双齿螯合的方式参与配位，4-bpmh通过双齿桥联的方式参与配位，形成了该配合物的二维层状结构。在该二维层状结构中，存在一维无限延伸的孔道，孔道中去除溶剂分子之后，经palton程序计算该配合物的孔隙率为20.2 %。二维层之间通过氢键（n(1)—h(1a)···o(3)i，n(1)—h(1b)···o(2)ii，i = 1/2-x, -1/2+y, 3/2-z；ii = 1/2-x,-1/2-y,1-z）等作用形成了该配合物的三维空间结构见附图2。

5、镍配合物的磁性质研究：

6、5-氨基间苯二甲酸镍配合物的变温磁化率研究见附图3，在1000 oe的外加磁场下，配合物在300 - 2 k的温度范围内测定变温磁化率。χm，χmt对t作图，在300 k下，χmt为2.28 cm3·k·mol-1，略高于两个孤立的ni(ii)离子（s = 1，g = 2）的计算值2 cm3·k·mol-1，这可能是因为八面体的ni(ii)离子的旋轨耦合造成的。随着温度的不断降低，直到温度达到25 k时，χmt达到一个最大值为2.39 cm3·k·mol-1，之后，随着温度继续下降，χmt值不断减小，这初步说明该配合物的ni(ii)离子之间存在弱的铁磁相互作用。在25~300 k温度范围内，磁化率χm遵循curie-weiss定律（χm = c/(t-θ)，式中c为居里常数，θ外斯常数），通过对χm-1对t的线性拟合计算得到θ = 2.94 k和c = 2.29 cm3·k·mol-1。由于θ＞0，更进一步说明了配合物的ni(ii)离子之间存在弱的铁磁相互作用。

7、本专利技术成功的合成了一种5-氨基间苯二甲酸镍配合物并培养出单晶，解析其晶体结构，并进行了变温磁化率测试，为磁性材料的研究与应用提供了一定的依据。

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【技术保护点】

1.一种5-氨基间苯二甲酸镍配合物的晶体结构，其特征在于，该配合物属于单斜晶系，C2/c空间群，配合物基本结构单元包含两个Ni(II)离子，两个5-氨基间苯二甲酸阴离子(N-bdc2-)，一个N , N ' -二吡啶-4-亚甲基-肼分子(4-bpmh)，一个游离水合肼分子和四个水分子。

2.如权利要求1所述的一种5-氨基间苯二甲酸镍配合物的晶体结构，其特征在于，所述的5-氨基间苯二甲酸镍配合物的磁性质研究，在变温磁化率测试的25~300 K温度范围内，磁化率χm遵循Curie-Weiss定律（χm = C/(T-θ)，式中C为居里常数，θ外斯常数），通过对χm-1对T的线性拟合计算得到θ = 2.94 K和C = 2.29 cm3·K·mol-1，由于θ＞0，表明配合物的Ni(II)离子之间存在弱的铁磁相互作用。

【技术特征摘要】

1.一种5-氨基间苯二甲酸镍配合物的晶体结构，其特征在于，该配合物属于单斜晶系，c2/c空间群，配合物基本结构单元包含两个ni(ii)离子，两个5-氨基间苯二甲酸阴离子(n-bdc2-)，一个n , n ' -二吡啶-4-亚甲基-肼分子(4-bpmh)，一个游离水合肼分子和四个水分子。

2.如权利要求1所述的一种5-氨基间苯二甲酸镍配合物的晶体结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀清，文庆，宋建飞，陈家丽，朱红艳，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：

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