[發明專利]基于原位配體反應的配位聚合物磁性材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811040748.9
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108948371B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 楊慶鳳;魏海文;王曉中;賴小勇;王志輝;李建華
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;H01F1/42
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

本發明涉及一種基于原位配體反應的配位聚合物磁性材料，該磁性材料以[Co(bmpth)](bpy)_0.5為結構單元，通過Co?N鍵和Co?O鍵構筑形成三維網狀結構，質子化的4,4’?聯吡啶作為客體分子均勻地分布在孔道中，其化學式為[Co(bmpth)](bpy)_0.5；其中bmpth代表苯并咪唑二酰肼配體，bpy代表質子化的4,4’?聯吡啶。同時，本發明還公開了該磁性材料的制備方法。本發明穩定性良好。

技術領域

本發明涉及配位聚合物技術領域，尤其涉及一種基于原位配體反應的配位聚合物磁性材料及其制備方法。

背景技術

配位聚合物是由金屬離子和有機配體通過共價鍵或離子鍵相互連接形成無限延伸的一類材料。近年來，配位聚合物因其結構的多樣性以及在光學、磁學、催化、氣體存儲等方面的潛在應用受到人們的廣泛關注。其中，配位聚合物分子磁性材料因其具有密度小、易于加工、透明度高、可控性好等優點成為目前研究最廣泛的一類分子磁性材料。

通過選擇順磁性的金屬離子與抗磁性有機配體利用晶體工程學自組裝可以實現配位聚合物分子磁性材料的設計與合成。其中，有機配體對金屬中心的配位數和其配位幾何扭曲角度具有重要的影響。目前，在合成單配位聚合物分子磁體材料中使用的有機配體大都為商業購買或者特定地合成具有對稱性的有機配體，然后通過溶劑熱或者溶液揮發法進行制備。然而，近十幾年來，配體原位生成反應作為一種新的配位聚合物的合成方法得到了廣泛的關注。所謂原位配體生成反應是指以配體的前驅物代替配體直接與金屬發生作用得到含有新的有機配體的化合物的反應。研究具有原位生成的配體的配合物不僅是配位化學的一個研究領域，而且有助于發現和探索有機反應的機理。大多數配體原位生成反應都是在水熱條件下發現的，這不僅為一些用傳統方法很難得到的配體提供了新的合成方法，而且為合成新穎的配位化合物提供了新的途徑。

然而目前對基于原位水熱反應的配位聚合物分子磁性材料的報道非常少，對原位水熱反應仍然有待進一步研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種穩定性良好的基于原位配體反應的配位聚合物磁性材料。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供該基于原位配體反應的配位聚合物磁性材料的制備方法。

為解決上述問題，本發明所述的基于原位配體反應的配位聚合物磁性材料，其特征在于：該磁性材料以[Co(bmpth)](bpy)_0.5為結構單元，通過Co-N鍵和Co-O鍵構筑形成三維網狀結構，質子化的4,4’-聯吡啶作為客體分子均勻地分布在孔道中，其化學式為[Co(bmpth)](bpy)_0.5；其中bmpth代表苯并咪唑二酰肼配體，bpy代表質子化的4,4’-聯吡啶。

如上所述的基于原位配體反應的配位聚合物磁性材料的制備方法，包括以下步驟：

⑴在3~12 mL蒸餾水中依次加入5,6-苯并咪唑二羧酸、0.05~0.3mL質量濃度為80%的水合肼溶液，室溫下攪拌15~40 min，然后依次加入CoCl₂·6H₂O和4,4’-聯吡啶，于室溫下攪拌4~8h，得到混合物；所述5,6-苯并咪唑二羧酸、所述CoCl₂·6H₂O與所述4,4’-聯吡啶的比例為0.08~0.16 mmol：0.08~0.16 mmol：0.08~0.16 mmol；

⑵所述混合物經酸溶液或堿溶液調pH值至4~9后，裝入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，填充度為60~80%，密封，并將其放入120~170℃烘箱內，在自身壓力作用下，加熱晶化3~6天；關閉烘箱電源，逐漸冷卻至室溫，打開反應釜即得到深紅色塊狀晶體；

⑶所述深紅色塊狀晶體經蒸餾水洗滌1~3次后，于40~80℃下干燥3~6h，即可得到含原位生成的配體苯并咪唑二酰肼的含鈷配位聚合物磁性材料。