一種Mn的有機(jī)配位零維單分子磁體材料、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種Mn的有機(jī)配位零維單分子磁體材料、制備方法及其應(yīng)用，屬于分子基材料【技術(shù)領(lǐng)域】。化學(xué)式為：[Mn7(L)12]·(ClO4)3，L為有機(jī)配體2-乙基-4,5-二羥甲基咪唑。在封閉狀態(tài)下，有機(jī)配體L與高氯酸錳在乙醇或甲醇中經(jīng)由熱反應(yīng)得到零維單分子磁體材料的晶體；其中所述的有機(jī)配體L與高氯酸錳的摩爾比為（0.5～3）:1，每0.03毫摩爾有機(jī)配體L對應(yīng)乙醇或甲醇2-4mL。此單分子磁體錳離子間存在較大的鐵磁耦合作用，可用作分子基磁性材料。
【專利說明】—種Mn的有機(jī)配位零維單分子磁體材料、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于分子基材料【技術(shù)領(lǐng)域】，設(shè)計金屬-有機(jī)配位聚合物材料，特別是一種零維單分子磁體的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]單分子磁體研究(Single-Molecule Magnets, SMMs)是近年來興起的新型研究領(lǐng)域。單分子磁體是介于分子基磁體和納米磁性材料之間的新型材料。單分子磁體由于本身結(jié)構(gòu)為獨立的納米磁單位，具有眾多特異的性能，所以成為了研究熱點。1993年，Sessoli研究小組發(fā)現(xiàn)了首例單分子磁體[Mn12O12 (O2CMe) 16 (H2O) 4].2 (CH3COOH).4H20 參見 SessoliR 等，J.Am.Chem.Soc.1993, 115, 1804。此后 Sessoli 和 Girolami 等人對單分子磁體的特征與性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和分析，參見Girolami G S等，Sciencel995, 268，397,單分子磁體逐漸成為二十一世紀(jì)國際新興的前沿研究領(lǐng)域之一。單分子磁體受到了目前單分子磁體主要由Mn、Co、Cu等過渡金屬單分子磁體,Dy、Tb等稀土金屬單分子磁體以及3d_4f (過渡-稀土)金屬單分子磁體組成。單分子磁體具有量子隧道磁化效應(yīng)和量子干涉效應(yīng)等獨特性質(zhì)，使它們有可能在量子計算機(jī)等多方面得到廣泛的應(yīng)用。單分子磁體材料，由于其巨大的表面/體積比引起的特殊的尺寸效應(yīng)或量子效應(yīng)，以及其微小的尺度帶來的響應(yīng)時間、能量損耗和傳輸效率的改善而有望成為超高信息密度存儲材料。因此，該類分子的相關(guān)研究引起了世界各國的廣泛重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種零維單分子磁體磁性材料、制備方法及其應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明的零維單分子磁體磁性材料，其特征在于，化學(xué)式為:
[0005][Mn7(L)12].(ClO4)3, L為有機(jī)配體2_乙基_4，5_ 二羥甲基咪唑。
[0006]二級結(jié)構(gòu)單元為:晶體屬于三方晶系，空間群為R(3)，晶胞參數(shù)為:α =
30.9781 A, /9 = 30.9781 Λ, c = 22.0047人，α=β=90°，υ=120° ;從連接構(gòu)筑的
角度看，該單分子磁體有三種構(gòu)型的錳:一個處于中心位置的錳記為Mnl，其余六個錳記為Mn2、Mn2A、Mn2B、Mn3、Mn3A、Mn3B位于外圍，六個外圍錳中Mn2、Mn2A、Mn2B的構(gòu)型與連接方式相同，Mn3、Mn3A、Mn3B的構(gòu)型與連接方式相同，其中，Mnl通過μ 3_0與其他六個錳離子相連，其他六個錳之間通過μ2_0和μ 3_0相連，Mn均為六配位，形成扭曲的八面體構(gòu)型。
[0007]其中有機(jī)配體2-乙基-4，5- 二羥甲基咪唑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種零維單分子材料，其特征在于，化學(xué)式為: [Mn7(L)12].(ClO4)3, L為有機(jī)配體2-乙基_4，5-二羥甲基咪唑。
2.權(quán)利要求1所述的一種零維單分子材料，其特征在于，二級結(jié)構(gòu)單元為:晶體屬于三方晶系，空間群為 R(3)，晶胞參數(shù)為:β= 30.9781 A, /) = 30.9781 \ c =22.0047A,α=β=90° ,gamma=120°。
3.權(quán)利要求1所述的一種零維單分子材料，其特征在于，從連接構(gòu)筑的角度看，該單分子磁體有三種構(gòu)型的錳:一個處于中心位置的錳記為Mnl，其余六個錳記為Mn2、Mn2A、Mn2B、Mn3、Mn3A、Mn3B位于外圍，六個外圍錳離子中Mn2、Mn2A、Mn2B的構(gòu)型與連接方式相同，Mn3.Mn3A.Mn3B的構(gòu)型與連接方式相同，其中，Mnl通過μ 3_0與其他六個錳離子相連，其他六個錳離子之間通過μ 2-0和μ 3-0相連，Mn均為六配位，形成扭曲的八面體構(gòu)型。
4.制備權(quán)利要求1所述的零維單分子材料的方法，其特征在于，包括以下步驟:在封閉狀態(tài)下，有機(jī)配體L (2-乙基-4，5-二羥甲基咪唑)與高氯酸錳在乙醇或甲醇中經(jīng)由熱反應(yīng)得到零維單分子磁體材料的晶體；其中所述的有機(jī)配體L (2-乙基-4，5- 二羥甲基咪唑)與高氯酸錳的摩爾比為(0.5~3): 1，每0.03毫摩爾有機(jī)配體L對應(yīng)乙醇或甲醇2-4mL。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述熱反應(yīng)的反應(yīng)條件為40°C-80°C，反應(yīng)時間為2_4天。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，反應(yīng)時間為3天。
7.權(quán)利要求1的一種零維單分子材料用作分子基磁性材料。
【文檔編號】C07F13/00GK103709200SQ201310744518
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】謝亞勃, 鄭海洋, 李建榮 申請人:北京工業(yè)大學(xué)