[發明專利]一種具有磁制冷功能的釓鐵異金屬化合物及其制備方法有效

申請號：	201410343136.2	申請日：	2014-07-18
公開（公告）號：	CN104151365B	公開（公告）日：	2017-04-19
發明（設計）人：	程鵬;李焓;師唯	申請（專利權）人：	南開大學
主分類號：	C07F19/00	分類號：	C07F19/00;C09K5/14
代理公司：	天津佳盟知識產權代理有限公司12002	代理人：	侯力
地址：	300071***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種具有制冷功能釓鐵異金屬化合物及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及磁制冷材料，特別是一種具有磁制冷功能的釓鐵異金屬化合物及其制備方法。

背景技術

低溫下磁制冷是由順磁金屬離子構成的分子基材料最有應用前景的用途之一。雖然磁熱效應的提出可追溯至上世紀20年代末，但是直到幾十年后隨著分子簇合物和配位聚合物的發展，這個領域才實現了復興，參見P. Debye, Ann. Phys.1926, 385, 1154。相比于昂貴稀少的制冷劑³He，分子基磁制冷材料更易制備且功能可控，因此吸引了科學家們廣泛的注意，并取得了巨大的進展。一個分子若要顯現較好的磁熱效應，通常需要擁有較大的自旋基態，可以忽略的磁各向異性，低布局的激發自旋態，起主導作用的鐵磁相互作用和大的金屬/配體比例，參見L.-S. Long等，Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 10649。基于此種考慮，首先引起研究者們興趣的是基于3d金屬離子的高核簇合物，然而由于此類化合物常具有較強的分子內磁相互作用，磁熵變值往往并不高。而后，自旋值為7/2的Gd^III離子被引入，使具有高磁熵變值分子基材料的制備產生了巨大的突破，參見M.-L. Tong等，Chem. Eur. J. 2014, 20, 3029。然而，關于Fe-Gd磁制冷簇合物的研究仍較少。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術分析，提供一種具有磁制冷功能的釓鐵異金屬化合物及其制備方法，該化合物是以三價鐵子與稀土釓離子為基元構筑的零維配合物，在較寬的溫度范圍具有良好的磁制冷性能，為低溫磁制冷材料提供良好的研究方向。

本發明的技術方案：

一種具有磁制冷功能的釓鐵異金屬化合物，其化學式為[Gd₃Fe₂(μ₅-O)L₂(NO₃)₅(H₂O)(MeOH)]·0.5MeOH，其中L為配體N, N, N', N' - 四羥乙基乙二胺（H₄L）脫質子所得；該化合物晶體屬單斜晶系，結晶于C2/c空間群，晶胞參數為：a = 37.7638(12)、b = 10.7465(4)、c = 21.2240(8)；該化合物分子中含有三種不同配位環境的釓離子、兩種不同配位環境的三價鐵離子和兩個脫氫配體L^4-，所有金屬離子通過μ₅-O離子相連接，共同組成四棱錐構型，Fe1、Fe2及Gd1、Gd2離子處于四棱錐底面，Gd3位于頂點，其中Gd離子為九配位，Fe離子為七配位；分子中兩個Fe離子分別被L^4-螯合，Fe1和Gd3間通過L^4-的兩個脫氫羥乙基臂以μ₃-OR^-形式相連；Fe1與Gd1間通過L^4-剩余的脫氫羥乙基臂分別以μ₂-OR^-和μ₃-OR^-形式相連接，L^4-整體處于η³：η²：η¹：η¹：η²：η³：μ₄配位模式；Gd1和Gd3的剩余配位點分別由兩個硝酸根補齊，Gd2剩余配位點則由一個水分子和一個甲醇分子補齊；分子最小結構單元中含有半個游離的甲醇溶劑分子。