专利名称：四唑基钴(ii)配合物磁性材料及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属-有机配位聚合物及其分子基磁性材料技术领域，特别是含有5-甲基-1H-四氮唑配体的混合配体三维钴(II)配位聚合物磁性材料的制备方法及其应用，所述化合物是同时含有5-甲基-1H-四氮唑和间苯ニ甲酸混合配体的钴(II)配位聚合物，其磁学性质使其可以作为分子基磁性材料在材料科学领域得到应用。
背景技术：
近年来，设计和合成具有高维有序空间结构和优良理化性能的分子基功能材料已经引起了人们极大的兴趣(游效曾，分子材料-光电功能化合物，上海科学技术出版社，2001 ;朱道本，功能材料化学进展，化学エ业出版社，2005 ;Larsson, K.Molecule-BasedMaterials: The Structural Network Approach, Elsevier B.V.；Amsterdam, 2005)。与传统的无机材料相比，当一个或多个有机桥联配体和具有不同电子结构和自旋-轨道耦合的顺磁过渡金属离子自组装形成晶态固体材料时，金属离子的排列方式以及有机桥联配体的配位模式对组装体的结构和功能有着重要的作用。作为分子基功能材料的ー个分支，分子基磁体的设计和研究涉及化学、物理、材料和生命科学等诸多交叉学科，其主要任务之ー是研究分子体系中由桥联配体所连接的自旋载体之间的磁相互作用及其机理，掲示分子宏观的磁学性能与微观结构之间的内在关系，筛选和发现新的磁性功能材料(J.S.Miller, M.Drillon, Eds.Magnetism: Molecules to Materials (1-1V).ffeinheim,ffilley-VCH, 2002;0.K ahn, Molecular Magnetism, VCH, ffeinheim, Germany, 1993;M.Sakamoto, K.Manseki, H.0kawa, Coord.Chem.Rev.2001, 219 - 221, 379 -414;Kurmoo, M.Chem.Soc.Rev.2009, 38, 1353 - 1379)。刚性的四氮唑类配体是常见的五元氮杂环有机分子，其杂环上的N原子含有电子云密度比较大的孤对电子，能够与顺磁过渡金属离子配位而形成金属-有机配位聚合物，而且其连续的四个氮原子可使其表现出多种丰富可变的配位模式。它们结构上的特殊性使得这些含四唑类配体的过渡金属配合物具备了潜在的独特性质，在吸附、催化、磁性、非线性光学、发光等诸多材料领域和医药领域都具有潜在的应用价值(Y.-L.Yao, L.Xue,Y.-X.Che, J.-M.Zheng, Cryst.Growth Des.2009, 9, 606.Y._C.Qiu, H.Deng,J.-X.Mou, S.-H.Yang, M.Zeller, S.R.Batten, H.-H.ffu, J.Li, ChemComm.2009,5415.ff.-C.Song, J.-R.Li, P.-C.Song, Y.Tao, Q.Yu, X.-L.Tong, X.-H.Bu, Inorg.Chem.2009，48，3792.Z.Li, M.Li, X.-P.Zhou, T.ffu, D.Li, S.ff.Ng, Cryst.Growth Des.2007, 7, 1992.)。然而，迄今为止，以5-甲基-1H-四氮唑和间苯ニ甲酸为混合配体的顺磁金属配位聚合物的研究还很有限。相关研究有望为新型的分子基磁性材料的开发和应用开辟新的道路。
发明内容
本发明目的在于提供一个同时含有5-甲基-1H-四氮唑和间苯ニ甲酸混合配体钴(II)配位聚合物以及该配位聚合物的制备方法及其应用。这个配位聚合物是同时含有5-甲基-1H-四氮唑和间苯ニ甲酸混合配体的三维钴(II)化合物，在不同外加磁场下表现出连续的两步场诱导的由反铁磁有序到弱的自发磁化态的变磁转变和自旋转向转变行为。为实现上述目的，本发明提供如下的技术内容:
具有下述化学通式的5-甲基-1H-四氮唑和间苯ニ甲酸混合配体钴(II)配位聚合物:{[Co7 (H2O) 2 Cw3-OH) 4 (mtz) 2 (ip) 4] 13/4H20},其中 mtz 是 5-甲基四氮唑负一价阴离子,ip间苯ニ甲酸的负ニ价阴离子，其分子式如下:
权利要求
1.有下述化学通式的5-甲基-1H-四氮唑和间苯ニ甲酸混合配体的钴(II)配位聚合物: {[Co7 (H2O)2 C^3-OH) 4 (mtz)2 (ip) 4] 13/4H20}； 其中:mtz、ip的分子式如下:
2.权利要求1所述混合配体钴(II)配合物，其特征在于它的单晶结晶于单斜晶系/ /c 空间群，晶胞參数为 a = 8.7597(4) k, b = 18.6069(8) k, c = 14.5879(6) k, b =97.7600(10)°, V = 2355.92(18) A3, Z = 2，具有如
图1所示的结构；该配位聚合物的主要红外吸收峰为 3461 cm \ 1603 cm \ 1558 cm \ 1543 cm \ 1524 cm \ 1482 cm \ 1457cm1, 1356 cm1, 1267 cm1, 1159 cm1, 1083 cm1, 751 cm1, 707 cm1, 666 cm1, 419cm—1 ;具有如图2所示的红外光谱图；配位聚合物的三维骨架在352至405°C之间分解，剩余残渣为氧化钴，具有如图3所示的热重分析图。
3.一种权利要求1所述混合配体钴(II)配位聚合物的制备方法，其特征在于:将5-甲基-1H-四氮唑、间苯ニ甲酸和六水合硝酸钴在二次蒸馏水和こ醇中经由溶剂热反应得到红色块状晶体，其中5-甲基-1H-四氮唑、间苯ニ甲酸和六水合硝酸钴的摩尔比为3:2:3 3.5 ;二次蒸馏水的体积为7.0 mL，こ醇的体积为3.0 mL ;控制的pH值范围为4 5 ；180 190°C下保温三天后降到室温，然后洗涤，干燥；得到红色块状晶体。
4.权利要求3所述的制备方法，其中所述的溶剂热反应指的是在内衬聚四氟こ烯的不锈钢反应釜中，以二次蒸馏水和有机溶剂为反应介质，通过控温烘箱加热100 300°C使容器内部产生自生I 100 Mpa压强，使得在通常情况下难溶或不溶的物质溶解并结晶析出。
5.权利要求1所述5-甲基-1H-四氮唑和间苯ニ甲酸混合配体钴(II)配位聚合物在制备作为分子基磁性材料在材料科学领域应用。
6.权利要求5所述的应用，其中所述的分子基磁性材料指的是低密度计算机硬盘信息存贮材料。
全文摘要
本发明涉及5-甲基-1H-四氮唑和间苯二甲酸混合配体钴(II)配位聚合物磁性材料及其制备方法和应用。本发明所述的配位聚合物磁性材料的化学式为{[Co7(H2O)2(μ3-OH)4(mtz)2(ip)4]·13/4H2O}，其中mtz是5-甲基四氮唑负一价阴离子，ip是间苯二甲酸的负二价阴离子。配位聚合物磁性材料采用溶剂热方法制备，产率较高，重现性好。该配位聚合物磁性材料是同时含有5-甲基-1H-四氮唑和间苯二甲酸混合配体的三维钴(II)化合物，在不同外加磁场下呈现出连续的两步场诱导的由反铁磁有序到弱的自发磁化态的变磁转变和自旋转向转变行为，可以作为分子基磁性材料在材料科学领域具有巨大的应用价值。
文档编号G11B5/62GK103087111SQ201210524298
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者赵小军, 杨恩翠, 刘忠义, 刘婧 申请人:天津师范大学