一种单分子磁体[Co₄(hmb)₄(μ₃-OMe)₄(MeOH)₄]的制备方法

专利名称：一种单分子磁体[Co₄(hmb)₄(μ₃-OMe)₄(MeOH)₄]的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种钴基单分子磁体制备技术，涉及一种利用配位能力弱的阴离子 (高氯酸根)的盐以及特殊的反应体系(乙氰和甲醇混合体系)，调节合适的温度，在溶剂热条件下获得钴基单分子磁体的一种制备方法。
背景技术：
单分子磁体是一种真正意义上纳米尺寸(分子直径在l-2nm之间)的分子磁体， 即第一个由分立的、从磁学意义上讲是没有相互作用的纳米尺寸的分子单元而不是由一个三维扩展晶格(如金属、金属氧化物等)构成的磁体。单分子磁体的制备可以由相对简单的试剂通过溶液方法制得而且很容易纯化。其溶解性好，可以溶于常用有机溶剂中，这一点正好迎合了未来应用的要求，例如在薄膜上的应用。单分子磁体是一种可磁化的磁体。在外磁场的作用下，它们的磁矩可以统一定向取向。当外场去掉后，如果温度足够低，分子的磁矩(自旋)重新取向的速度非常缓慢。也就是说，零场下磁化作用能够保持。在强场下饱和后，人们发现单分子磁体[Mn12O12(O2CMe) (H2O)4] · 2 (CH3COOH) · 4吐0在^(下的半衰期为两个月。单分子磁体由相对独立的分子单元构成，因而具有单一固定的尺寸而不是一定范围内的尺寸分布。单分子磁体可以满足形状、尺寸、自旋的不同要求。其磁体的性质来源于单个分子的本身，而不像常规磁体那样来源于大量自旋载体在晶体中分子间的相互作用及长程有序的结果。单分子磁体的研究开辟了分子基纳米磁化学新的学术领域并成为解释磁现象的量子力学和经典力学之间的桥梁。但是通常的合成方法较难控制磁交换角和分子间的作用力。

发明内容
本发明的目的就是针对以上不足提供一种能够实现分子内铁磁交换，分子间磁交换可以忽略不计的钴基单分子磁体的制备方法。该方案的反应原理如下，在溶剂热条件下，甲醇可以脱氢形成μ 3"0CH3参与配位形成磁交换角小于100°铁磁配合物，同时由于阴离子高氯酸根的配位能力较弱，在该体系中不会参与配位。结果形成的配合物中，伸展在配合物外围的基团均为疏水基团，使得分子间的作用力很弱，这样分子间的磁交换也很弱，这样就形成了单分子磁体。具体步骤为(1)将0. 3-0. 4克分析纯Co (ClO4)2 ·6Η20和0. 1-0. 3克分析纯邻香草醛溶于8_12 毫升体积比为11的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液中；(2)向步骤(1)所制得的溶液中缓慢加入分析纯三乙胺或分析纯氢氧化钠，并不断搅拌，调节PH值在8-9;(3)将步骤(2)所制得的溶液转入聚四氟乙烯的反应釜中，在70-90°C下反应 60-80小时，降温至室温，开釜，过滤，用体积比为1 1的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液洗涤，得到单晶级的钴基簇合物。本发明克服了溶液法重现性差的缺点，具有工艺简单、成本低廉、化学组分易于控制、重复性好并产量高等优点。


图1为本发明的一种具体实施图。图2为本发明钴基单分子磁体l-T，XfflT-T曲线。图3为本发明钴基单分子磁体交流磁化率的虚部(x")。图4为本发明钴基单分子磁体的In(2 π W-T1曲线。图5为本发明钴基单分子磁体的低温高场的Μ-Η/Τ曲线。图6为本发明钴基单分子磁体的的M(H)全图。
具体实施例方式实施例1 (1)将0. 36克分析纯Co (ClO4) 2 ·6Η20和0. 15克分析纯邻香草醛溶于9毫升体积比为11的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液中；(2)向步骤(1)所制得的溶液中缓慢加入分析纯三乙胺，并不断搅拌，调节ρΗ值在 8 ；(3)将步骤(2)所制得的溶液转入聚四氟乙烯的反应釜中，在80°C下反应72小时，降温至室温，开釜，过滤，用体积比为1 1的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液洗涤， 得到单晶级的钴基簇合物。实施例2 (1)将0. 38克分析纯Co (ClO4)2 ·6Η20和0. 2克分析纯邻香草醛溶于10毫升体积比为11的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液中；(2)向步骤(1)所制得的溶液中缓慢加入分析纯氢氧化钠，并不断搅拌，调节ρΗ值在9 ；(3)将步骤( 所制得的溶液转入聚四氟乙烯的反应釜中，在75°C下反应70小时，降温至室温，开釜，过滤，用体积比为1 1的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液洗涤， 得到单晶级的钴基簇合物。
权利要求
1. 一种单分子磁体[Co4(hmb)4(y3-0Me)4(Me0H)4]的制备方法，其特征在于具体步骤为(1)将0.3-0. 4克分析纯Co (ClO4)2 · 6H20和0. 1-0. 3克分析纯邻香草醛溶于8_12毫升体积比为11的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液中；(2)向步骤(1)所制得的溶液中缓慢加入分析纯三乙胺或分析纯氢氧化钠，并不断搅拌，调节PH值在8-9 ；(3)将步骤( 所制得的溶液转入聚四氟乙烯的反应釜中，在70-90°C下反应60-80小时，降温至室温，开釜，过滤，用体积比为1 1的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液洗涤。
全文摘要
本发明公开了一种单分子磁体[Co4(hmb)4(μ3-OMe)4(MeOH)4]的制备方法。(1)将0.3-0.4克分析纯Co(ClO4)2·6H2O和0.1-0.3克分析纯邻香草醛溶于8-12毫升体积比为1∶1的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液；(2)向步骤(1)所制得的溶液中缓慢加入分析纯三乙胺或分析纯氢氧化钠，并不断搅拌，调节pH值在8-9；(3)将步骤(2)所制得的溶液转入聚四氟乙烯的反应釜中，在70-90℃下反应60-80小时，降温至室温，开釜，过滤，用体积比为1∶1的无水甲醇和分析纯乙氰的混合溶液洗涤。本发明克服了溶液法重现性差的缺点，具有工艺简单、成本低廉、化学组分易于控制、重复性好并产量高等优点。
文档编号H01F41/02GK102426894SQ20111028708
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者刘峥, 张义东, 张淑华, 王寅光, 肖瑜, 郭晶晶 申请人:桂林理工大学