[發明專利]一種磁性/熒光雙功能鏑配合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202211313481.2
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115466278A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 武海鵬;李敏;陳勇強
• 申請（專利權）人: 晉中學院
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C09K11/06;H01F1/42
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種磁性/熒光雙功能鏑配合物及其制備方法，該配合物展現三維多孔結構，結構簡式為[Dy₂(SBA)₃(H₂O)₄]·DMA，SBA為脫去兩個羧基質子的4,4'?磺酰基二苯甲酸二價陰離子，DMA為游離的N,N?二甲基乙酰胺。該配合物兩個鏑離子均為雙帽三棱柱構型，通過SDA配體的羧基橋連，組裝成一維金屬鏈；再通過SDA配體的延伸性，擴展為三維網狀結構。該配合物在零場下展現明顯的慢磁弛豫行為，是一種多維單分子磁體，有效能壘為47.6K；且SDA配體的敏化作用可以為鏑離子提供能量致其激發，使該配合物表現出鏑離子特征線狀熒光光譜。

技術領域

本發明屬于多功能鏑配合物技術領域，具體涉及一種具有磁性和熒光性能的多維鏑配合物及其制備方法。

技術背景

稀土(Rare earth)是指鈧、釔和鑭系的十七種金屬元素的總稱，被稱為現代工業的“維生素”和“21世紀新材料寶庫”，被廣泛應用于冶金工業、石油化工、軍工技術、信息工程等尖端科技領域，是不可再生的戰略資源。中國作為稀土資源大國，最多時儲量占世界的71.1％，但由于不合理開發，稀土資源嚴重消耗。為實現稀土資源的高效利用，需要針對稀土特有的理化性能進行深入挖掘，實現以稀土資源為核心的高新技術產業迅速發展。鏑是一種重稀土元素，在磁性材料和激光技術等鄰域有著突出的應用前景。而將鏑離子與強/弱場配體結合制備特定配合物，可以獲得一類特征有慢磁弛豫行為的單分子磁體。其磁學性質源于孤立分子的磁各向異性，而非原子之間的協同作用，從而避免傳統鐵磁體的超順磁極限，有望作為一種新型的軟磁性材料應用于超高密度信息存儲、量子化學計算和分子自旋電子學等領域(Nat.Mate.,r 2008,7,179-186；Coordin.Chem.Rev.,2017,346,150-175)。而將鏑離子與共軛多酸配體結合制備特定配合物，可以獲得一類特殊光學性能的鑭系金屬有機框架材料。其光學性能優異，具有高色純度、寬斯托克斯位移和線狀發射峰等特點，可作為一種高靈敏度和低檢測限的熒光傳感器對環境科學和生命科學中的微量物質進行特異性識別，也可作為一種銳線光源材料運用于高純度激光領域(Chem.Soc.Rev.,2021,50,4484-4513；Chem.Soc.Rev.,2020,49,7949-7977)。

鏑離子的發光能躍遷與磁各項異性均與電子結構密切相關，需要有針對性的優化配體場環境才能實現兩種特異性屬性。當鏑離子能級分裂與配體能級相匹配時，配體接收外界能量轉變為激發狀態，通過無輻射分子內傳遞，將受激發能量傳遞給鏑離子，使其表現特征熒光。由于鏑離子能級結構特殊，發光強度較弱，已研發的鏑基熒光配合物較少。而鏑離子⁴F_9/2→⁶H_15/2、⁴F_9/2→⁶H_13/2和⁴F_9/2→⁶H_11/2三種能級躍遷可以產生特定頻率的銳線光源，是激光技術向多頻段研發不可缺少的組成部分。而結合磁各向異性的熒光配合物是一種特殊的多功能材料，它不僅是兩種屬性的加和，而且會展現光學和磁性之間很強的相互作用。當環境溫度低于阻塞溫度，鏑離子自身的矯頑力可以形成局部磁場，能級會發生塞曼分裂，改變熒光光譜。因此，有必要研發新型磁性/熒光雙功能鏑配合物，探究其多功能特性和闡明特殊屬性的內在關系，實現性能集成和優化，獲得有利于高新技術產業發展的新型多功能材料。

發明內容

針對上述現有技術中的突出問題，本發明的第一個目的在于提供一種磁性/熒光雙功能鏑配合物。

本發明的第二個目的在于為上述磁性/熒光雙功能鏑配合物提供一種高產率的制備方法。