本发明专利技术公开了一种具有磁性的有机膦酸‑3d‑4f‑多铌氧酸簇合物及其制备方法和应用，所述具有磁性的有机膦酸‑3d‑4f‑多铌氧酸簇合物的化学式为：H<subgt;33</subgt;K<subgt;18</subgt;Na<subgt;5</subgt;{[Co(H<subgt;2</subgt;O)<subgt;4</subgt;]<subgt;2</subgt;[Dy<subgt;4</subgt;(CO<subgt;3</subgt;)<subgt;4</subgt;(EA)<subgt;2</subgt;]<subgt;2</subgt;[Nb<subgt;32</subgt;O<subgt;92</subgt;(H<subgt;2</subgt;O)<subgt;4</subgt;]<subgt;2</subgt;}·104H<subgt;2</subgt;O，其中，EA＝依替膦酸；所述具有磁性的有机膦酸‑3d‑4f‑多铌氧酸簇合物晶体属于三斜晶系，空间群为P‑1；所述具有磁性的有机膦酸‑3d‑4f‑多铌氧酸簇合物是一维链状结构，结构特征为：结构中有机配体EA和无机配体CO<subgt;3</subgt;<supgt;2‑</supgt;充当Dy<supgt;III</supgt;离子之间的连接体，形成一对有机‑无机杂化正方形四核镧系金属氧簇{Dy<subgt;4</subgt;(CO<subgt;3</subgt;)<subgt;4</subgt;(EA)<subgt;2</subgt;}；两个经典的四元环{γ‑Nb<subgt;32</subgt;O<subgt;92</subgt;(H<subgt;2</subgt;O)<subgt;4</subgt;}与{Dy<subgt;4</subgt;(CO<subgt;3</subgt;)<subgt;4</subgt;(EA)<subgt;2</subgt;}<subgt;2</subgt;通过Dy‑O＝Nb键连接构成了一个巨大的无机‑有机杂化三层"汉堡包"状的多铌氧酸盐作为次级构筑单元；每个相邻的次级构筑单元之间都由两个以Co为中心的扭曲八面体[CoO<subgt;6</subgt;]连接，从而沿b轴方向形成1D纳米线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性材料和晶体材料，具体涉及一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、多金属氧酸盐(poms)通常是指由高价过渡金属v、mo、w、nb和ta与氧原子组装而成的一类团簇结构。通过引入杂金属离子实现结构可控，poms在光学、磁学、催化和功能材料等领域具有广泛的应用。
2、3d-4f多金属氧酸盐((3d-4fpoms))是一类由3d过渡金属和4f镧系元素组成的多核金属簇合物，具有独特的构型、优异的物理化学特性以及过渡金属和镧系元素之间有趣的协同作用，为制备结构丰富、性能优异的磁学功能材料提供了更多的机会。
3、为了满足不同领域对磁性材料性能的需求；探索新型磁性材料的结构与性质之间的关系；突破传统磁学材料的限制，有必要合成新型3d-4f金属氧酸盐。其中多铌氧酸盐(ponbs)作为3d-4fpoms的一种重要分支，在磁学领域展现出巨大的发展潜力。但是其反应条件大多在ph＝10-12，会引发镧系元素和过渡金属离子的水解，导致氧化物的沉淀。并且4f镧系元素和3d过渡金属的亲氧化性不同，会不可避免地发生竞争反应。若想实现3d-4f共存于铌多氧酸盐体系中，就需要引入能与其协同配位的组分，可以有效抑制过渡金属和镧系离子在碱性环境中的水解，从而产生新型磁学材料。
4、基于上述需求，本专利技术设计并成功将有机膦酸、3d过渡金属、4f镧系元素和ponb融合在一个体系中，形成新型有机磷酸-3d-4f无机-有机杂化ponb，使其在磁学领域具有潜在应用。
/>技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物及其制备方法和应用。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的化学式为：
4、h33k18na5{[co(h2o)4]2[dy4(co3)4(ea)2]2[nb32o92(h2o)4]2}·104h2o，其中，ea＝依替膦酸；所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物晶体属于三斜晶系，空间群为p-1；所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物是一维链状结构，结构特征为：结构中有机配体ea和无机配体co32-充当dyiii离子之间的连接体，形成一对有机-无机杂化正方形四核镧系金属氧簇{dy4(co3)4(ea)2}；两个经典的四元环{γ-nb32o92(h2o)4}与{dy4(co3)4(ea)2}2通过dy-o＝nb键连接构成了一个巨大的无机-有机杂化三层"汉堡包"状的多铌氧酸盐作为次级构筑单元；每个相邻的次级构筑单元之间都由两个以co为中心的扭曲八面体[coo6]连接，从而沿b轴方向形成1d纳米线，1d纳米线通过氢键和水合钠钾复合物的静电作用，形成3d超分子纳米线阵列。
5、优选地，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的晶胞参数为：α＝66.348(2)°,β＝88.655(2)°,γ＝87.214(2)°。
6、优选地，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的尺寸为2.29×1.87×1.82nm3。
7、一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的制备方法，具体包括以下步骤：
8、s1、依次称取铌前驱体k7hnb6o19·13h2o、乙酰丙酮钴、六水合乙酸镝、和碳酸氢钠；所述铌前驱体、乙酰丙酮钴、六水合乙酸镝、和碳酸氢钠添加的摩尔比为1:0.9:1.2:5.6，铌前驱体用量为0.27mmol；
9、s2、依次加入7ml的na2co3/nahco3缓冲溶液、80μl依替膦酸和1ml二甲基甲酰胺搅拌均匀，经溶剂热反应制得最终产物；所述溶剂热反应的反应温度为80℃，反应时间为72小时。
10、优选地，步骤s2中所述na2co3/nahco3缓冲溶液的体积摩尔浓度为0.05m，ph为11.5。
11、一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的应用，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物具有磁各向异性以及慢磁弛豫行为，应用于磁学领域。
12、采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：
13、1、本专利技术制备的具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物首次将有机磷酸、3d过渡金属、4f镧系元素和多铌氧酸盐四种不同组分统一在一个体系中。该化合物的成功获得证明了将ponb化学、镧系元素化学、过渡金属化学和有机膦酸化学这四个分离的研究领域融合在一起的可能性。这种多组分体系可以产生巨大的组合位置和拓扑多样性，展示了构建丰富的有机磷酸-tm-ln-ponb复合团簇的一般策略。
14、2、本专利技术制备的具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，由于结构内孤立的co2+和dy3+离子存在磁各向异性，或相邻dy3+离子之间存在反铁磁耦合相互作用，使得这种杂化多铌氧酸簇合物材料不仅具有显著的磁各向异性，而且还表现出明显的慢磁弛豫。这项工作为进一步探索多组分功能性多铌氧酸盐领域开辟了道路。
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【技术保护点】
1.一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，其特征在于，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的化学式为：
2.如权利要求1所述的一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，其特征在于，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的晶胞参数为：α＝66.348(2)°,β＝88.655(2)°,γ＝87.214(2)°。
3.如权利要求1所述的一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，其特征在于：所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的尺寸为2.29×1.87×1.82nm3。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述Na2CO3/NaHCO3缓冲溶液的体积摩尔浓度为0.05M，pH为11.5。
6.一种如权利要求1-3任一项所述的具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的应用，其特征在于：所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物具有磁各向异性以及慢磁弛豫行为，应用于磁学领域。
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【技术特征摘要】
1.一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，其特征在于，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的化学式为：
2.如权利要求1所述的一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，其特征在于，所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的晶胞参数为：α＝66.348(2)°,β＝88.655(2)°,γ＝87.214(2)°。
3.如权利要求1所述的一种具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物，其特征在于：所述具有磁性的有机膦酸-3d-4f-多铌氧酸簇合物的尺寸为2.29×1.87×1.82n...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙财，郑寿添，虞豪，林玉雕，范锦爱，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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