[发明专利]一种异金属[CdMn]荧光磁制冷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于邻羧基苯乙酸配体的异金属[CdMn]荧光磁制冷材料及其制备方法，此异金属[CdMn]荧光磁制冷材料分子式为{[CdMn(L)₂(H₂O)]·2H₂O}_n,n=∞，L为脱去两个H⁺的邻羧基苯乙酸配体，磁制冷材料具有二维层状结构，制备方法为：将邻羧基苯乙酸的DMF溶液、硝酸镉和乙酸锰水溶液加入反应瓶中，搅拌的条件下逐滴加入氢氧化钠水溶液，将体系的pH调到5.2~5.6，搅拌5~10min后密封，在85~100℃的恒温条件下加热24~72h，冷却至室温，过滤、干燥，得到晶态异金属[CdMn]荧光磁制冷材料。本发明的合成和提纯方法简单，成本低廉，荧光性能及磁制冷良好。

技术领域

本发明属于光磁复合材料应用技术领域，具体涉及一种基于邻羧基苯乙酸配体的异金属[CdMn]荧光磁制冷材料及其制备方法，以及其作为荧光磁制冷材料在发光分子器件、荧光探针及超低温磁制冷等领域的应用。

背景技术

金属有机配位聚合物作为一种新型晶体材料，不仅结构多样，而且在光学、电学、磁学、气体储存和分离等领域具有广阔的应用前景。众所周知，结构决定性能，配位聚合物的性能与结构有着紧密的联系。当前晶体工程学的重要任务是选择合适的有机配体和金属离子，根据晶体工程原理和自组装规律，通过调控影响反应过程的各种因素，获得结构新颖、性能独特的金属有机配位聚合物。其中，具有优良荧光及磁性质的金属有机配位聚合物近年来备受关注，其在发光分子器件、荧光探针及超低温磁制冷等领域具有广阔的应用前景。[Chem. Soc. Rev., 2017, 46: 3134-3184； Nature, 2003, 423: 705-714；Angew．Chem．Int．Ed．，2011，50: 8110—8113；J. Long, Y. Guari, R. A. S. Ferreira, L. D.Carlos, J. Larionova, Coord. Chem. Rev. 2018, 363, 57-70.]

在抗磁体系中引入顺磁性金属离子，并选择合适的有机多羧酸配体是构筑此类材料的一种有效策略。有机多羧酸配体具有两个或多个羧酸基团，每个羧基氧原子具有2个孤对电子, 能够产生单齿、单齿桥连和双齿螯合等多种配位模式，与金属离子容易组装出结构多变、性能良好的荧光磁制冷材料材料。构筑此类荧光材料，抗磁金属离子使用较多的有Zn(II)、Cd(II)等离子，Cd(II)离子具有更丰富多变的配位数，与芳香多酸配体更易形成结构多变的荧光材料。顺磁金属离子可以选择Cu(II)、Ni(II)、Co(II)、Mn(II)等离子，其中Mn(II)离子具有较小磁各项异性及较大的基态自旋，是构建超低温磁制冷材料的优秀选择。此类异金属荧光磁制冷剂材料还具有如下优点：（1）抗磁离子的引入可以有效避免和顺磁金属离子间的磁耦合作用，从而克服了顺磁体系中因金属离子间的磁耦合作用造成的磁制冷性能的降低等缺点；（2）引入抗磁离子，可以通过配体与其之间的能量转移提高体系的荧光性能。（3）作为荧光磁制冷材料可应用于发光分子器件、荧光探针及超低温磁制冷等领域。 [Coord. Chem. Rev. 2019, 378, 365-381; Chem. Soc. Rev., 2017, 46：239-274]因此，此类异金属荧光磁制冷材料具有良好的发展及应用前景。

发明内容

本发明的目的旨在开发一种基于邻羧基苯乙酸配体的异金属 [CdMn]荧光磁制冷材料，同时提供此材料的制备方法及其作为荧光磁制冷材料在发光分子器件、荧光探针及超低温磁制冷等领域的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：