[發明專利]一種MOFs材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010546741.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111454464B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 李榮;王超;高云;陳緒興;竇元鑫
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明提供了一種MOFs材料，所述MOFs材料的化學式為Co₃RE₄(TZI)₆·9H₂O，所述RE包括Gd、Sm、Eu、Tb和Dy中的至少一種，所述Co₃RE₄(TZI)₆·9H₂O中的TZI^3?為5?(1?H?四氮唑)?間苯二甲酸的三價陰離子。本發明以Co與4f稀土金屬為磁學中心原子，并以5?(1?H?四氮唑)?間苯二甲酸為配體得到的MOFs材料在三維空間為多孔結構，其晶體的不對稱單元呈“沙漏狀”，Co離子與相鄰稀土金屬離子作用自發磁化，電子磁矩同向排列，而同一晶胞中的另一不對稱單元的自發磁化強度與前者相比大小相等，方向相反，使得整個晶胞的凈磁矩為零，整個晶體磁矩處于有序狀態，為反鐵磁性。

技術領域

本發明涉及金屬-有機骨架材料技術領域，尤其涉及一種MOFs材料及其制備方法。

背景技術

金屬-有機骨架化合物(Metal-organic frameworks，簡稱MOFs)是由含金屬節點(也稱為二級結構單元或SBU)和有機連接體構建的一類多孔材料。由于合成MOFs的金屬節點的多樣選擇性及有機配體的可修飾性，使得合成的MOFs結構和功能可調，使其在吸附分離、發光、導電、磁性等領域廣泛應用，已成為化學研究中增長最快的領域之一。

雖然MOFs材料能夠在磁性領域廣泛應用，但均是鑒于磁性MOFs的鐵磁性，即將磁性MOFs釋放于指定位置，其容易從復雜基質中分離，并可通過外部磁性進行定位與收集等優勢與特點，使其在生物醫藥、環境樣品預處理和催化等領域得到了廣泛的應用，而對于其反鐵磁性的研究甚少。反鐵磁材料是在1932年由Louis Néel首次發現。這種材料沒有凈磁矩存在，幾乎對外加磁場不作任何反應，不太可能從外部去探測反鐵磁磁矩，更無從談起對該類型磁矩的操控和利用，所以在發現后幾十年內對于反鐵磁材料生產應用甚少。目前只有少數反鐵磁材料(IrMn，FeRh，CuMnAs和Mn₂Au等)被報道，而這些材料的制備和性能離應用尚有距離，仍要進一步去優化，這就需要尋找性能更加優異的新型反鐵磁材料。

吳長鋒在2014年制備出一種鐵基超導材料鋰鐵氫氧鐵硒化合物，其超導電性(轉變溫度高達40K)和反鐵磁共存；2017年7月，中國和德國科研人員通過多年合作，首次人工制備出基于全氧化物外延體系的反鐵磁體，并觀察到該反鐵磁體隨外加磁場的分步磁化翻轉模式，這在氧化物自旋電子學領域取得重大進展。但具有反鐵磁性的MOFs鮮有研究。基于此，亟需開發一種具備反鐵磁性的MOFs材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種MOFs材料及其制備方法。本發明提供的MOFs材料在1000Oe磁場作用下表現出反鐵磁性，且在三維空間中具有多孔結構。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種MOFs材料，所述MOFs材料的化學式為Co₃RE₄(TZI)₆·9H₂O，所述RE包括Gd、Sm、Eu、Tb和Dy中的至少一種，所述Co₃RE₄(TZI)₆·9H₂O中的TZI^3-為5-(1-H-四氮唑)-間苯二甲酸的三價陰離子。

本發明還提供了上述技術方案所述MOFs材料的制備方法，包括以下步驟：

將5-(1-H-四氮唑)-間苯二甲酸、鈷源、稀土鹽、強堿和無機溶劑混合后進行水熱反應，得到所述MOFs材料。

優選地，所述鈷源為二價鈷鹽。

優選地，所述稀土鹽為三價稀土鹽。

優選地，所述強堿包括NaOH和KOH中的至少一種。