[发明专利]一种磁光双功能体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁光双功能体及其制备方法。

背景技术

研究磁性和旋光性互相关系是国际物理、化学领域的一项挑战(G.L.J.A.Rikken，E.Raupach，Nature，1997，Vol.390，493-494；K.Inoue，S.Ohkoshi，H.Imai，Magnetism：Molecules to Materials V，edited by J.S.Miller，M.Drillon，Vol.5，2005，p41-69)，从理论上说它可以推动人们对磁、光本质及其相互关系的本质认识。磁光双功能体是同时具有磁性和旋光性的复合功能材料，是国际上配位化学、分子磁体、分子材料学中非常活跃的研究领域。同时，在磁光双功能体中不仅可以观测到旋光性和长程磁有序，而且可以在磁场作用下，观测到材料的旋光性的变化，即磁光相互作用，使得这类材料可望在将来用做继现有硅芯片的下一代分子电子器件而引起了国际广泛的重视。

目前，国际上所得的磁光双功能体在是一类由手性配体和过渡金属直接相连的络合物分子(K.Inoue，H.Imai，P.S Ghalsasi，K.Kikuchi，M.Ohba，H.Okawa，J.V.Yakhmi，Angew.Chem.Int.ed.，2001，40，4242-4245)，存在产物研究周期长，产物制备手续烦琐，产物的磁性不可控的特点，这严重制约了磁光双功能体的研究与制备。到目前为止，所报道的磁光双功能体不超过十个，而且往往很难同时得到R，S和RS三个构型的磁光双功能体。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁光性能可控的磁光双功能体及其制备方法。

本发明所提供的磁光双功能体，是纳米多孔磁体M₃(HCOO)₆晶格中掺杂有手性有机分子，其中，M为Fe、Co、Ni或Mn。

其中，手性有机分子的分子量在50-200之间，常用的有2-氯-1-丙醇、1-氯-2，3-环氧丙烷、1，3-丁二醇，1，2-环氧丙烷或2-胺-1-丙醇等。

本发明磁光双功能体是按如下过程制备的：

将纳米多孔磁体M₃(HCOO)₆置于手性有机分子气氛中，使得手性有机分子插入到纳米多孔磁体M₃(HCOO)₆的晶格，得到稳定的磁光双功能体。

在上述制备过程中，插入过程对于手性有机分子气氛的温度没有特殊要求，但是温度不能高于100℃，因为此时插入到孔道内的分子又会从孔道内脱出。通常情况下，手性有机分子气氛的温度控制在-20-60℃。

为了去除纳米多孔磁体M₃(HCOO)₆在制备过程中孔道中残存的溶剂分子，使得手性有机分子更好地插入到纳米多孔磁体M₃(HCOO)₆的晶格中，纳米多孔磁体M₃(HCOO)₆在放置于手性有机分子气氛之前，还在30-100℃下加热，以去除溶剂。

本发明从纳米多孔磁体M₃(HCOO)₆出发，将孔道中空的纳米多孔磁体放入手性有机分子气氛中数天至数周，在其纳米孔道中插入R，S，RS三种构型手性有机分子，即可一步制备出磁光双功能体。所得的磁光双功能体保持原有磁性骨架长程有序，长程有序温度可由插入不同的分子进行调节，由于手性分子的插入导致了旋光性，如R，S构型的材料中出现了旋光性，在RS分子同时插入的晶体中则没有旋光性。本发明具有制备方法简单、产物性质可控、可以大批量制备的特点。

附图说明

图1为磁光双功能体Mn₃(HCOO)₆·CH₂OHCHClCH₃的TGA图；

图2为磁光双功能体Mn₃(HCOO)₆·CH₂OHCHClCH₃的红外光谱图；

图3为磁光双功能体Mn₃(HCOO)₆·CH₂OHCHClCH₃的圆二色谱和紫外光谱图；

图4为磁光双功能体Mn₃(HCOO)₆·CH₂OHCHClCH₃的磁化率变化曲线；