CN103709200B - 一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103709200B
CN103709200B CN201310744518.1A CN201310744518A CN103709200B CN 103709200 B CN103709200 B CN 103709200B CN 201310744518 A CN201310744518 A CN 201310744518A CN 103709200 B CN103709200 B CN 103709200B
Authority
CN
China
Prior art keywords
single molecular
zero dimension
organic ligand
manganese
molecular magnets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310744518.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103709200A (zh
Inventor
谢亚勃
郑海洋
李建荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Zhonglian Technology Service Co ltd
Youbiao e-commerce (Suzhou) Co.,Ltd.
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201310744518.1A priority Critical patent/CN103709200B/zh
Publication of CN103709200A publication Critical patent/CN103709200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103709200B publication Critical patent/CN103709200B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用，属于分子基材料技术领域。化学式为：[Mn7(L)12]·(ClO4)3，L为有机配体2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑。在封闭状态下，有机配体L与高氯酸锰在乙醇或甲醇中经由热反应得到零维单分子磁体材料的晶体；其中所述的有机配体L与高氯酸锰的摩尔比为（0.5～3）:1，每0.03毫摩尔有机配体L对应乙醇或甲醇2-4mL。此单分子磁体锰离子间存在较大的铁磁耦合作用，可用作分子基磁性材料。

Description

一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于分子基材料技术领域，设计金属-有机配位聚合物材料，特别是一种零维单分子磁体的制备方法及其应用。
背景技术
单分子磁体研究(Single-MoleculeMagnets，SMMs)是近年来兴起的新型研究领域。单分子磁体是介于分子基磁体和纳米磁性材料之间的新型材料。单分子磁体由于本身结构为独立的纳米磁单位,具有众多特异的性能,所以成为了研究热点。1993年，Sessoli研究小组发现了首例单分子磁体[Mn12O12(O2CMe)16(H2O)4]·2(CH3COOH)·4H2O参见SessoliR等,J.Am.Chem.Soc.1993,115,1804。此后Sessoli和Girolami等人对单分子磁体的特征与性质进行了系统研究和分析，参见GirolamiGS等，Science1995,268,397，单分子磁体逐渐成为二十一世纪国际新兴的前沿研究领域之一。单分子磁体受到了目前单分子磁体主要由Mn、Co、Cu等过渡金属单分子磁体，Dy、Tb等稀土金属单分子磁体以及3d-4f（过渡-稀土）金属单分子磁体组成。单分子磁体具有量子隧道磁化效应和量子干涉效应等独特性质，使它们有可能在量子计算机等多方面得到广泛的应用。单分子磁体材料，由于其巨大的表面/体积比引起的特殊的尺寸效应或量子效应，以及其微小的尺度带来的响应时间、能量损耗和传输效率的改善而有望成为超高信息密度存储材料。因此，该类分子的相关研究引起了世界各国的广泛重视。
发明内容
本发明的目的在于提供一种零维单分子磁体磁性材料、制备方法及其应用。
本发明的零维单分子磁体磁性材料，其特征在于，化学式为：
[Mn7(L)12]·(ClO4)3，L为有机配体2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑。
二级结构单元为：晶体属于三方晶系，空间群为R(3)，晶胞参数为： α=β=90°，γ=120°；从连接构筑的角度看，该单分子磁体有三种构型的锰：一个处于中心位置的锰记为Mn1，其余六个锰记为Mn2、Mn2A、Mn2B、Mn3、Mn3A、Mn3B位于外围，六个外围锰中Mn2、Mn2A、Mn2B的构型与连接方式相同，Mn3、Mn3A、Mn3B的构型与连接方式相同，其中，Mn1通过μ3-O与其他六个锰离子相连，其他六个锰之间通过μ2-O和μ3-O相连，Mn均为六配位，形成扭曲的八面体构型。
其中有机配体2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑的化学结构式为：
本发明零维单分子磁体的合成方法，包括以下步骤：
在封闭状态下，有机配体L（2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑）与高氯酸锰在乙醇或甲醇中经由热反应得到零维单分子磁体材料的晶体；其中所述的有机配体L(2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑)与高氯酸锰的摩尔比为（0.5～3）:1，每0.03毫摩尔有机配体L对应乙醇或甲醇2-4mL。
所述热反应的反应条件为40℃-80℃，反应时间为2-4天，优选3天。经由热反应3天得到针状晶体。
此单分子磁体锰离子间存在较大的铁磁耦合作用，可用作分子基磁性材料。
本发明单分子磁体材料在材料方面具有铁磁性质，可用作分子基磁性材料，在材料科学领域具有良好的应用前景。
附图说明
附图1[Mn7(L)12]·(ClO4)3中[Mn7(L)12]的晶体结构图。
附图2[Mn7(L)12]·(ClO4)3的摩尔磁化率曲线图。
附图3[Mn7(L)12]·(ClO4)3的变场磁化率曲线图。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
将有机配体2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑（0.03毫摩尔）与高氯酸锰（0.015毫摩尔）在3mL乙醇中搅拌均匀，封入小瓶中。在60℃下经由热反应3天得到零维单分子磁体材料的晶体。
实施例2
将有机配体2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑（0.03毫摩尔）与高氯酸锰（0.03毫摩尔）在4mL乙醇中搅拌均匀，封入小瓶中。在60℃下经由热反应3天得到零维单分子磁体材料的晶体。
实施例3
将有机配体2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑（0.03毫摩尔）与高氯酸锰（0.03毫摩尔）在4mL甲醇中搅拌均匀，封入小瓶中。在60℃下经由热反应3天得到零维单分子磁体材料的晶体。
上述实施例所得产品的测试结果数据相同，具体如下：
对实施例配合物的表征：
（1）晶体结构测定：
在显微镜下选取合适大小的单晶，室温下在BrukerSMART1000CCD面探衍射仪上，用经石墨单色器单色化的Mo-Kα射线，以ω-φ方式收集衍射数据。所有衍射数据使用SADABS程序进行吸收校正。晶胞参数使用最小二乘法确定。数据还原和结构解析分别使用SAINT和SHELXTL程序完成。先用差值函数法和最小二乘法确定全部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子位置，然后用SHELXTL对晶体结构进行精修。结构图见图1。晶体学数据见表1。
表1配合物的晶体学数据
图1的结构图表明：制得的单分子磁体中有三种构型的锰离子，一个处于中心位置的锰离子Mn1，其余六个锰离子Mn2、Mn2A、Mn2B、Mn3、Mn3A、Mn3B位于外围，六个外围锰离子中Mn2、Mn2A、Mn2B的构型与连接方式相同，Mn3、Mn3A、Mn3B的构型与连接方式相同。其中，Mn1通过μ3-O与其他六个锰离子相连，其他六个锰离子之间通过μ2-O和μ3-O相连。Mn均为六配位，形成扭曲的八面体构型。
（2）磁学性能表征：
图2-图3为权利要求1的磁性表征。图2中，随着温度的降低，ⅹMT值随之升高，说明权利要求1磁性材料均存在着强的铁磁耦合作用。

Claims (6)

1.一种零维单分子材料，其特征在于，化学式为：
[Mn7(L)12]·(ClO4)3，L为有机配体2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑；晶体属于三方晶系，空间群为R(3)，晶胞参数为： α＝β＝90°，γ＝120°。
2.权利要求1所述的一种零维单分子材料，其特征在于，从连接构筑的角度看，该单分子磁体有三种构型的锰：一个处于中心位置的锰记为Mn1，其余六个锰记为Mn2、Mn2A、Mn2B、Mn3、Mn3A、Mn3B位于外围，六个外围锰离子中Mn2、Mn2A、Mn2B的构型与连接方式相同，Mn3、Mn3A、Mn3B的构型与连接方式相同，其中，Mn1通过μ3-O与其他六个锰离子相连，其他六个锰离子之间通过μ2-O和μ3-O相连，Mn均为六配位，形成扭曲的八面体构型。
3.制备权利要求1所述的零维单分子材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：在封闭状态下，有机配体L2-乙基-4,5-二羟甲基咪唑与高氯酸锰在乙醇或甲醇中经由热反应得到零维单分子磁体材料的晶体；其中所述的有机配体L与高氯酸锰的摩尔比为(0.5～3):1，每0.03毫摩尔有机配体L对应乙醇或甲醇2-4mL。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，所述热反应的反应条件为40℃-80℃，反应时间为2-4天。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于，反应时间为3天。
6.权利要求1的一种零维单分子材料用作分子基磁性材料。
CN201310744518.1A 2013-12-30 2013-12-30 一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用 Active CN103709200B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310744518.1A CN103709200B (zh) 2013-12-30 2013-12-30 一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310744518.1A CN103709200B (zh) 2013-12-30 2013-12-30 一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103709200A CN103709200A (zh) 2014-04-09
CN103709200B true CN103709200B (zh) 2016-06-01

Family

ID=50402588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310744518.1A Active CN103709200B (zh) 2013-12-30 2013-12-30 一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103709200B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0611758A1 (en) * 1993-02-15 1994-08-24 Shikoku Chemicals Corporation Process for synthesizing 4-halo-5(hydroxymethyl) imidazole compounds and certain novel 4-halo-5(hydroxymethyl) imidazole compounds
CN102153591A (zh) * 2011-01-17 2011-08-17 天津师范大学 2-(1h-四唑-5-甲基)吡啶和5-硝基间苯二甲酸混合配体锰(ii)配合物及制备方法与应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10208924A (ja) * 1997-01-27 1998-08-07 Kanagawa Kagaku Gijutsu Akad 分子磁性体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0611758A1 (en) * 1993-02-15 1994-08-24 Shikoku Chemicals Corporation Process for synthesizing 4-halo-5(hydroxymethyl) imidazole compounds and certain novel 4-halo-5(hydroxymethyl) imidazole compounds
CN102153591A (zh) * 2011-01-17 2011-08-17 天津师范大学 2-(1h-四唑-5-甲基)吡啶和5-硝基间苯二甲酸混合配体锰(ii)配合物及制备方法与应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Syntheses and Crystal Structures of Manganese(II),Cadmium(II), Cobalt(II), and Zinc(II) Complexes with 4-Pyridyl Dithioether Ligands;Ya-Bo Xie等，;《Crystal Growth & Design》;20050715;第5卷(第5期);第1743-1749页 *
一个锰的二维配位聚合物的合成及其性质;刘玉娟等，;《无机化学学报》;20080430;第24卷(第4期);第610-614页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103709200A (zh) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105271307B (zh) 一种普鲁士蓝衍生物Cd2[Fe(CN)6]纳米棒及其制备方法
CN104098613A (zh) 混合配体Dy(III)-Ni(II)混金属磁性配合物及其制备方法与应用
CN102993222B (zh) 一种具有溶剂分子磁响应镝配位聚合物材料及制备方法
Zhang et al. A facile synthesis of Co3O4 nanoflakes: magnetic and catalytic properties
Feng et al. Structural elucidation and supercapacitive performance on a Mn (II)-based MOF
CN103714932B (zh) 一种Co零维单分子磁体材料和制备方法及其应用
Hu et al. A rare three-coordinated zinc cluster–organic framework with two types of secondary building units
CN104098612B (zh) 3d-4f异核金属磁性配合物及其制备方法与应用
CN103714933B (zh) 一种Mn的零维单分子磁体材料和制备方法及其应用
CN103709200B (zh) 一种Mn的有机配位零维单分子磁体材料、制备方法及其应用
CN101372493B (zh) 三维叠氮铜配位化合物磁性材料和制备方法及其应用
CN102295661A (zh) 一种含锰的配位聚合物及其制备方法
CN103446965A (zh) 一种镍掺杂α-Fe2O3多级结构刺状微球的制备方法
CN105461747A (zh) 一种新型微孔-有机骨架金属铅配合物及其制备方法和应用
CN102964389B (zh) 一种二维配位聚合物磁性材料及其制备方法
Chen et al. Three-dimensional fourfold interpenetrated (10, 3)-b nickel (II) framework with 5-(isonicotinamido) isophthalate
Tan et al. Two tetranuclear 3d–4f complexes: Syntheses, structures and magnetic properties
Cai et al. Syntheses and characterization of the samarium (III)–copper (II) 3D coordination network constructed by iminodiacetic acid
CN104478942B (zh) 一种八核镍金属配合物及其制备方法
CN105237574A (zh) 一种具有磁性、吸附双功能吡啶类配体锰金属配合物及其制备方法
CN102633841B (zh) 一种三维多孔配位聚合物及其制备方法与应用
CN105294747A (zh) 一种由4-(4-吡啶)-间苯二甲酸和间苯二甲酸双酸混配镧的配合物、制备方法及其应用
CN104907080A (zh) 一种铁基催化剂及其制备方法和应用
Du et al. Syntheses, structures and magnetic properties of a series of lanthanide complexes based on p-methoxybenzoic acid
CN104211721B (zh) 基于噻菌灵银配合物修饰的Keggin型晶态材料及其合成方法和在Hg2+离子传感方面的应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201020

Address after: 215600 station 0002, 20th floor, building A-1, shazhouhu science and Technology Innovation Park, Huachang Road, yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province (cluster registration)

Patentee after: Youbiao e-commerce (Suzhou) Co.,Ltd.

Address before: 100089 Beijing Haidian District Huayuan Road No. 2 peony building 4 floor 1424 room

Patentee before: Beijing Zhonglian Technology Service Co.,Ltd.

Effective date of registration: 20201020

Address after: 100089 Beijing Haidian District Huayuan Road No. 2 peony building 4 floor 1424 room

Patentee after: Beijing Zhonglian Technology Service Co.,Ltd.

Address before: 100124 Chaoyang District, Beijing Ping Park, No. 100

Patentee before: Beijing University of Technology

TR01 Transfer of patent right