一种具有单链磁体行为的金属甲酸化合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有单链磁体行为的磁性材料的制备，特别是一种具有单链磁体行为 的金属甲酸化合物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 在分子磁学领域，设计合成新型的具有磁化强度弛豫作用的磁性纳米体系是一个 非常有挑战性的课题，该课题的研究无论是在基础科学方面还是在实际应用方面都具有重 要的意义。在基础科学研究方面，这类磁体中会出现宏观磁体的经典性质和量子效应共存 的情况，例如磁化强度的量子隧穿效应（quantum tunneling ofthe magnetization，QTM)〇 在实际应用方面，它们有可能成为信息存储密度的极限-分子基的信息存储和量子计算。这 种体系的典型代表是一个超顺磁分子簇合物家族(例如此12、1114、￥4、？68、？64、附12等），即 单分子磁体。另外一个研究磁学的路线是围绕一维材料的合成进行的，我们称这些材料为 单链磁体或磁纳米线(magnetic nanowires)。在这种铁磁偶合的Ising链状体系中，磁化强 度的弛豫作用不是像单分子磁体那样仅来自于独立的各向异性单元，而且还取决于组成单 元之间的磁偶合作用。事实上，在低温下，正如Glauber预测，参见：Glauber RJ. Time-dependent statistics of the Ising model, J.Math.Phys. ,1963,4:294-307,人们发现 该体系的弛豫时间会随着温度的降低而指数地增大。低温下这种弛豫过程甚至需要上百 年，尽管没有经典磁体中的长程有序，这种材料依然可以认为是磁体。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是针对上述技术分析，提供一种具有单链磁体行为的金属甲酸化合物 的制备方法，该制备方法简单、易于控制;制备的磁性配合物结构新颖、性质优良，在航天材 料、微波材料、信息记录材料、光磁及电磁材料等领域具有很好的潜在应用价值。
[0004] 本发明的技术方案：
[0005] -种具有单链磁体行为的金属甲酸化合物的制备方法，所述金属甲酸化合物具有 单链磁体行为，其化学式为Co8(0CH3)6(HC02)4(4吡啶-4-基苯甲酸) 6,该化合物属于四方晶 系，空间群皆为？42/1111^，晶胞参数大约为& = 25.537,4,5 = 25.537 入，〇=16.831,\，€1 = 90.0°，β=90.0°，γ =90.0°，
[0006] 1)将4-吡啶-4-基苯甲酸、乙酸钴与由甲酸、Ν，Ν_二甲基甲酰胺和甲醇组成的混合 溶剂在容器中混合，封闭好容器，放入烘箱采用程序升降温的方式处理，所述程序升降温的 方式是：在6小时内，升温至130°C，并在130°C条件下恒温48小时，然后经18小时降温到室 温，得到深红色长方体状晶体；
[0007] 2)收集上述晶体并用甲醇洗涤，真空干燥后，制得目标产品C〇8(0Me)6(HC02) 4(4吡 啶-4-基苯甲酸)6。
[0008] 所述混合溶剂中甲酸、N，N_二甲基甲酰胺与甲醇的体积比为0.1:1:3;4_吡啶-4-基苯甲酸、乙酸钴与混合溶剂的用量比为1.5毫摩尔：1毫摩尔：10毫升。
[0009] 本发明的优点是：
[0010] 本发明采用比较传统的溶剂热的合成方法，工艺简单、易于控制，且在密闭体系中 操作可以有效的防止有毒物质的挥发和制备对空气敏感的前驱体;制备的磁性化合物结构 新颖、性质优良，在航天材料、微波材料、信息记录材料、光磁及电磁材料等领域具有很好的 潜在应用价值。
【附图说明】
[0011]图1是所获得的配合物的晶体结构图。
[0012]图2是该磁性化合物的为XmT-T图。 _3]图3是该磁性化合物的M-Η图。
[0014]图4是该磁性化合物的交流测试图。
【具体实施方式】 [0015] 实施例：
[0016] -种具有单链磁体行为的金属甲酸化合物的制备方法，所述金属甲酸化合物具有 单链磁体行为，其化学式为Co 8(0CH3)6(HC02)4(4吡啶-4-基苯甲酸) 6,该化合物属于四方晶 系，空间群皆为P42/mbc，晶胞参数大约为
90.0°，β=90.0°，γ =90.0°，
[0017] 其制备步骤如下：
[0018] 1)将4-吡啶-4-基苯甲酸、乙酸钴与由甲酸、Ν，Ν-二甲基甲酰胺和甲醇组成的混合 溶剂在容器中混合，所述混合溶剂中甲酸、Ν，Ν-二甲基甲酰胺与甲醇的体积比为0.1:1:3; 4-吡啶-4-基苯甲酸、乙酸钴与混合溶剂的用量比为1.5毫摩尔：1毫摩尔：10毫升，封闭好容 器，放入烘箱采用程序升降温的方式处理，所述程序升降温的方式是:在6小时内，升温至 130°C，并在130°C条件下恒温48小时，然后经18小时降温到室温，得到深红色长方体状晶 体；
[0019] 2)收集上述晶体并用甲醇洗涤，真空干燥后，制得目标产品。
[0020] 使用如下仪器及方法对产物进行表征：
[0021 ]挑选尺寸为0.20 X 0.20 X 0.20mm3的晶体用于单晶结构分析，单晶衍射数据在 Bruker Smart 1000 (XD衍射仪上收集，用石墨单色器单色化的Moka射线（1=0,71073/1), 1.75°《Θ《27.96°。
[0022]使用Origin, Diamond软件绘制晶体结构见图1。所制得化合物属于四方晶系，空间 群皆为 P42/mbc，晶胞参数大约为 a==25M7A，b===25.537 人，c === 16,83 丨 Α,α = 90·0°，β = 90.0°，γ =90.0°。
[0023] 图2是该磁性化合物的XmT-T图，该化合物的摩尔磁化率在300-20Κ之间的降低是 由于旋轨耦合和反铁磁作用共同导致的。低温区ΧμΤ的再次下降时由于磁饱和造成的。
[0024] 图3是该磁性化合物的M-Η图，2Κ的M-Η曲线可以看到随着场的增加 Μ急剧增加并在 4220e达到0.23卵，接着Μ随着场呈现线性增加并在700000e的时候达到0.6Νβ远远小于一个 八面体Co n的饱和值证实该化合物有着自旋倾斜的弱铁磁。
[0025]图4是对该磁性化合物进行了交流测试图，由图可以看出交流的实部与虚部都有 着较强的信号，并且呈现出频率依赖特征。这些表明了该化合物存在缓慢的磁弛豫。
【主权项】
1. 一种具有单链磁体行为的金属甲酸化合物的制备方法，其特征在于:所述金属甲酸 化合物具有单链磁体行为，其化学式为Co 8(0CH3)6(HC02)4(4吡啶-4-基苯甲酸) 6,该化合物 属于四方晶系，空间群皆为P42/mbc，晶胞参数大约为α = 90·0°，β = 90·0°，γ =90.0°， 其制备步骤如下： 1) 将4-吡啶-4-基苯甲酸、乙酸钴与由甲酸、Ν，Ν-二甲基甲酰胺和甲醇组成的混合溶剂 在容器中混合，封闭好容器，放入烘箱采用程序升降温的方式处理，所述程序升降温的方式 是:在6小时内，升温至130°C，并在130°C条件下恒温48小时，然后经18小时降温到室温，得 到深红色长方体状晶体； 2) 收集上述晶体并用甲醇洗涤，真空干燥后，制得目标产品C〇8(0Me)6(HC02) 4(L)6。2. 根据权利要求1所述具有单链磁体行为的金属甲酸化合物的制备方法，其特征在于： 所述混合溶剂中甲酸、N，N-二甲基甲酰胺与甲醇的体积比为0.1:1:3;4_吡啶-4-基苯甲酸、 乙酸钴与混合溶剂的用量比为1.5毫摩尔：1毫摩尔：10毫升。
【专利摘要】一种具有单链磁体行为的金属甲酸化合物的制备方法，所述金属甲酸化合物具有单链磁体行为，其化学式为Co8(OCH3)6(HCO2)4(4吡啶-4-基苯甲酸)6，其制备步骤如下：1)将4-吡啶-4-基苯甲酸、乙酸钴与由甲酸、N，N-二甲基甲酰胺和甲醇组成的混合溶剂在容器中混合，封闭好容器，放入烘箱采用程序升降温的方式处理，得到深红色长方体状晶体；2)收集上述晶体并用甲醇洗涤，真空干燥后，制得目标产品。本发明的优点是：制备方法简单、易于控制；制备的磁性化合物结构新颖、性质优良，在航天材料、微波材料、信息记录材料、光磁及电磁材料等领域具有很好的潜在应用价值。
【IPC分类】C07F15/06, H01F1/00
【公开号】CN105481908
【申请号】CN201510863826
【发明人】刘福臣, 苏蕾, 赵炯鹏, 王少强
【申请人】天津理工大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月1日