[發明專利]一種三核鏑簇合物單分子磁體及其制備方法

無效

• 申請號: 201210587421.X
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN102982960A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 程鵬;王玉霞;師唯;黃韻曉
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H01F7/00
• 分類號: H01F7/00;C07F5/00;H01F41/02
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

【技術領域】

本發明涉及磁性材料的制備，特別是一種三核鏑簇合物單分子磁體及其制備方法。?

【背景技術】

單分子磁體（Single-Molecule?Magnets,SMMs）是介于分子基磁體和納米磁性材料之間的新型材料。Gatteschi?D.等于1993年發現了首例單分子磁體[Mn₁₂O₁₂(OCMe)₁₆(H₂O)₄],開辟了一個新的磁學領域，參見：SessoliR.等,Nature,1993,365;Gatteschi?D.等，Science,1994,265。隨著近幾年科學的發展，單分子磁體越來越受到國內外眾多科學家的關注。在低溫下具有超順磁現象，其不同尋常的磁學特性研究不僅有助于納米磁性離子物理學和化學的發展，幫助我們更好的理解納米磁體的量子隧道效應，參見：Quantum?Tunneling?of?Magnetization，QTM，而且有望被制成高密度信息存儲設備。單分子磁體是一種納米尺寸的分子基磁體，磁學性質是靠單個分子實現的，這區別于以往分子基磁體的磁性靠固態中相鄰的順磁中心之間的磁相互作用，而且它們的磁滯后現象來源于在外磁場下大量自旋相關的順磁分子產生的磁極翻轉。它的制備方法很簡單，可以通過簡單的配合物的合成方法來制備。但基于簇合物本身的性質，4f簇合物的合成本身就很困難，因此4f的單分子磁體比較少。?

Tang?J.K.等相繼報道了線性四核鏑的單分子磁體呈現的從一種弛豫過程向另一種弛豫過程過渡的性質，但是存在兩方面的缺陷：第一，溫度范圍比較狹窄，不利于量子化學對多步弛豫過程的研究；第二，引入了一個外加的直流場，改變了單純的多步弛豫磁學行為。同時，我們曾經申請過一個同時具備鐵磁、鐵電雙功能鏑單分子磁體的專利，專利號：ZL201110026019.X,專利名稱：一種具有鐵磁、鐵電雙功能的鏑單分子磁體及其制備方法。雖然該化合物在不引入直流場的情況下，也表現出兩個慢磁弛豫過程，但是，這兩個過程相互疊加在一起，這就為分析這兩個過程帶來了很大的難度。鑒于以上狀況，我們改變合成工藝，用另一種溶劑乙腈來替換乙醇，得到了一個新的不含溶劑分子的三核鏑簇合物單分子磁體。通過磁性測試表明，由于少了乙醇分子與三核簇之間的強氫鍵作用，兩個?慢磁弛豫過程可以完全分開。這就為研究多步慢磁弛豫的單分子磁體提供了一個好的方法。?

【發明內容】

本發明的目的是針對上述技術分析，提供一種三核鏑簇合物單分子磁體及其制備方法，該單分子磁體在較寬溫度范圍內同時存在兩種獨立的弛豫過程，為量子化學提供良好的理論研究素材以及在低溫下有望實現高密度存儲設備材料。?

本發明的技術方案：?

一種三核鏑簇合物單分子磁體，其化學式表示為：[Dy₃(HL)(H₂L)(NO₃)₄]，其中L為N，N，N′，N′-四羥乙基乙二胺；所述鏑單分子磁體中存在三種不同配位環境的Dy原子，Dy(2)為八配位，Dy(1)和Dy(3)均為九配位，三個金屬原子Dy構成一個平面三角形，來自配體上的兩個μ₃-O原子O(1)和O(2)分別位于平面三角形的上下方并與三個Dy原子配位，構成了三核Dy結構，另外來自于配體上的兩個μ₂-O原子O(3)和O(4)分別橋連了Dy(1)和Dy(2)與Dy(2)和Dy(3)，而Dy(1)和Dy(3)之間沒有μ₂-O原子橋連，形成一個不封閉的的三角形結構；所述鏑單分子磁體屬于正交晶系，Pbca空間群，α=β=γ=90°。?

一種所述三核鏑簇合物單分子磁體的制備方法，以六水合硝酸鏑為金屬鹽，以L為配體，以LiOH為堿性物質調節pH，合成步驟如下：?

1）將摩爾比為1:2的Dy(NO₃)₃·6H₂O和L混合物放入容器中，然后按照混合物與乙腈之比為25mg:1mmL的比例加入乙腈，再加入LiOH并調節溶液pH為7，常溫下攪拌2h，得到混合溶液；?

2）將上述混合溶液在100℃下烘制72h，取出產物后將固體分離；?

3）用乙腈將上述固體洗滌3至5次，制得的無色塊狀晶體即為三核鏑簇合物單分子磁體。?