CN103310938B - 一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，它涉及一种单分子磁性材料的制备方法。Co-Dy型单分子磁性材料的表达式为CoDyL(acac)Cl3CH3OH。方法：将二氯甲烷和甲醇混合，得混合溶剂，然后加入希夫碱化合物L、氯化钴和乙酰丙酮镝，室温下搅拌反应，过滤后将滤液静止两周，得到晶体单分子磁性材料即完成。本发明中制备的Co-Dy型单分子磁性材料，具有稳定结构的单核稀土化合物，其中抗磁三价Co离子起到很好的稀释作用加之特殊的配体场作用使体系表现出最大翻转能垒U为176K，阻塞温度为5K，明显优于已公开发表的含单核镝单分子磁性体系。本发明的制备方法，分子设计构思新颖，制备简易，产物稳定。

Description

一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种单分子磁性材料的制备方法。
背景技术
单分子磁体是由单个分子构成的真正意义上的单分散纳米磁体。由于其在阻塞温度(TB)以下表现出非常缓慢的磁驰豫行为可以应用在高密度信息储存，量子计算机，分子自旋电子学和低温磁制冷等领域。对单分子磁体的研究也有助于对纳米尺寸磁性粒子物理学的理解。
较早的单分子磁体以过渡金属簇合物为主，1996年Friedman等人(J.Appl.Phys.1996,79,6031)报道了第一列Mn12单分子磁体，此后含过渡金属单分子磁体的研究备受关注。单分子磁体之所以能够在低温下表现出磁滞行为，是因为体系中具有大的基态自旋和负的单轴磁各向异性从而会产生一个势垒(U)，磁矩的翻转要翻越这个势垒，而较高的势垒会使磁矩发生翻转的温度即阻塞温度升高，而具有接近室温的阻塞温度才能使单分子磁性材料的实际应用成为可能。相对于过渡金属，稀土离子本身的高自旋、高旋轨偶合造就了很大的易轴磁各向异性和基态自旋，使其成为构筑单分子磁体的理想原料，自从含单个稀土离子的单分子磁体问世以来，大量含稀土铽(Tb)和镝(Dy)等的单核单分子磁体相继报道，此类分子磁体具有简单结构方便人们掌握磁构关系指导高阻塞温度和能垒的单分子磁性材料的设计合成，另外，此类单分子磁性材料具有较好的有机溶解性，方便其分子磁性镀膜材料的制备。
含单核Dy的单分子磁体是近年来人们研究较多的一类分子磁性材料，已有的研究结果显示大多数单分子磁体体系的磁性均来源于稀土单离子本身，所以从理解分子结构与磁性行为关联的角度考虑，单核稀土的单分子磁体的设计、合成更具有实际意义。所以，设计合成具有稳定结构的单核稀土化合物就成为提高其自旋反转能垒U的关键。
发明内容
本发明目的是提供一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法。
本发明Co-Dy型单分子磁性材料的表达式为CoDyL(acac)Cl3CH3OH，其结构式如下：
本发明Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，按照以下步骤进行的：
室温下，按体积比4:1将二氯甲烷和甲醇混合，得混合溶剂，然后按摩尔比1:1:1将希夫碱化合物L、氯化钴和乙酰丙酮镝加入到混合溶剂中，室温下搅拌反应6h，过滤后将滤液静止两周，得到晶体单分子磁性材料，即完成Co-Dy型单分子磁性材料的制备；
所述的希夫碱化合物L为环己二胺缩邻香兰素。
本发明中制备的Co-Dy型单分子磁性材料，具有稳定结构的单核稀土化合物，其中抗磁三价Co离子起到很好的稀释作用加之特殊的配体场作用使体系表现出最大翻转能垒U为176K(凯尔文)，阻塞温度为5K，明显优于已公开发表的含单核镝单分子磁性体系。
本发明的Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，分子设计构思新颖，制备简易，产物稳定。
附图说明
图1为实施例中Co-Dy型单分子磁性材料利用X-射线单晶衍射仪确定的分子结构图；
图2为实施例中Co-Dy型单分子磁性材料的交流磁化率温度依赖曲线图，其中■表示100Hz，●表示1000Hz，▲表示2731Hz，▼表示4216Hz，◆表示5620Hz，○表示7499Hz，Δ表示10000Hz；
图3为实施例中Co-Dy型单分子磁性材料的阿累尼乌斯曲线拟合图；
图4为实施例中Co-Dy型单分子磁性材料的磁滞回线图，其中●表示2K，○表示5K。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式Co-Dy型单分子磁性材料的表达式为CoDyL(acac)Cl3CH3OH，其结构式如下：
本实施方式表达式中的acac为乙酰丙酮的缩写。
具体实施方式二：具体实施方式一所述Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，按照以下步骤进行的：
室温下，按体积比4:1将二氯甲烷和甲醇混合，得混合溶剂，然后按摩尔比1:1:1将希夫碱化合物L、氯化钴和乙酰丙酮镝加入到混合溶剂中，室温下搅拌反应6h，过滤后将滤液静止两周，得到晶体单分子磁性材料，即完成Co-Dy型单分子磁性材料的制备；
所述的希夫碱化合物L为环己二胺缩邻香兰素。
本实施方式中所得晶体单分子磁性材料为黄色晶体。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是所述的希夫碱化合物L为环己二胺缩邻香兰素，其结构式如下：
其它与具体实施方式二相同。
本实施方式中希夫碱化合物L是按照已知文献报道方法制备(Acta Crystallogr.,Sect.E,2007,63,o644)。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是所述氯化钴的分子式为CoCl2(H2O)6。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二不同的是所述乙酰丙酮镝的分子式为Dy(acac)3H2O。其它与具体实施方式二相同。
实施例：
Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，按照以下步骤进行的：
室温下，按体积比4:1将二氯甲烷和甲醇混合，得混合溶剂，然后按摩尔比1:1:1将希夫碱化合物L、氯化钴和乙酰丙酮镝加入到混合溶剂中，室温下搅拌反应6h，过滤后将滤液静止两周，得到晶体单分子磁性材料，即完成Co-Dy型单分子磁性材料的制备；
所述的希夫碱化合物L为环己二胺缩邻香兰素。
本实施例中采用的二氯甲烷和甲醇各20ml，0.153克的希夫碱化合物L，0.952克的氯化钴，0.1912克的乙酰丙酮镝。
本实施例中所得晶体单分子磁性材料为0.268克，它为黄色晶体。
本实施例中所得Co-Dy型单分子磁性材料的表达式为CoDyL(acac)Cl3CH3OH，其结构式如下：
本实施例中所得Co-Dy型单分子磁性材料，经检测，产率为80％；其分子结构如图1所示；由图2可充分说明其单分子磁性行为；图3通过阿累尼乌斯曲线可获得其有效自旋翻转能垒U为176K；图4表示最大磁滞回线温度即阻塞温度为5K。

Claims (4)

1.一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，其特征在于制备方法为：室温下，按体积比4:1将二氯甲烷和甲醇混合，得混合溶剂，然后按摩尔比1:1:1将希夫碱化合物L、氯化钴和乙酰丙酮镝加入到混合溶剂中，室温下搅拌反应6h，过滤后将滤液静止两周，得到晶体单分子磁性材料，即完成Co-Dy型单分子磁性材料的制备；
所述的希夫碱化合物L为环己二胺缩邻香兰素；
所述的Co-Dy型单分子磁性材料的表达式为CoDyL(acac)Cl3CH3OH，其结构式如下：
2.根据权利要求1所述一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，其特征在于所述的希夫碱化合物L为环己二胺缩邻香兰素，其结构式如下：
3.根据权利要求1所述一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，其特征在于所述氯化钴的分子式为CoCl2(H2O)6。
4.根据权利要求1所述一种Co-Dy型单分子磁性材料的制备方法，其特征在于所述乙酰丙酮镝的分子式为Dy(acac)3H2O。
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