[发明专利]一种含钴的具有低温相变的配位化合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含钴的具有低温相变的配位化合物的制备、表征和应用。所述配位化合物的化学式为[(CH₃)₂CH‑C₃H₁₇N][CoBr₄]。在296K温度下，晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c；在170K温度下，晶体属于单斜晶系，空间群为Cc。室温时，将奎宁环衍生物与溴化钴反应，通过室温缓慢挥发溶液结晶自组装制得该相变化合物。本发明的具有低温相变性质的化合物，所采用的材料制备工艺简单、易操作、原料来源充足、生产成本低、产率高以及重复性好；不易溶于一般的溶剂，热分解温度点较高，晶体颗粒均匀。该类相变材料在纺织服装、运输业、建筑行业和温室种植等领域都具有很大潜力的应用。

技术领域

本发明属于相变材料领域，具体涉及一种含钴的具有低温相变的配位化合物及其制备方法。

背景技术

相变材料，简称PCM，是在相态变化过程中可吸收或释放能量的相变储存材料，它可以将多余的能量贮存起来，在需要能量时再将其释放出来。相变过程是指物质在一定条件下维持等温或近似等温，并伴随有大量的能量吸收或者释放的相态变化过程。这一特性构成了相变材料具有广泛应用的理论依据。

从目前的国内外研究现状来看，简单的分子离子型相变材料仍处在发展阶段，如Liu,M.L.Acta Crystal Sec E.2012,E68,m652；Chen,L.Z.；Huang D.D.；Pan,Q.J.；Ge,J.Z.RSC Adv.2015,5,13488；W.Zhang,H.Y.Ye,H.L.Cai,J.Z.Ge,R.G.Xiong,S.D.Huang,J.Am.Chem.Soc.,2010,132,7300；Y.Zhang,W.Zhang,S.H.Li,Q.Ye,H.L.Cai,F.Deng,R.G.Xiong,S.D.Huang,J.Am.Chem.Soc.,2012,134,11044中都有进行研究。最近，奎宁环系列配位化合物逐渐受到人们的重视，人们在该领域中已经开展了许多研究工作，对该系列化合物的相变性质的研究也日益增多。对1-氮杂二环[2.2.2]辛烷(奎宁环)进行化学修饰，然后与金属盐形成配位化合物在低温下发生相变。目前，人们对奎宁环衍生物的研究广度和深度尚浅，不同的奎宁环衍生物与不同的配体配位所产生的介电性质或相变性质仍需继续研究开拓。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种含钴的具有低温相变的配位化合物及其制备方法，以简单可控的方法制备可以作为相变材料的化合物，同时进一步拓展该相变材料应用的广度和深度。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含钴的具有低温相变的配位化合物，该化合物的化学式为[(CH₃)₂CH-C₃H₁₇N][CoBr₄]，结构式为

该配位化合物是由1-氮杂二环[2.2.2]辛烷(简称奎宁环)与溴化钴配位形成。

进一步地，所述化合物的结构单元为：在296K温度下，晶体属于单斜晶系，C2/c空间群；在170K温度下，晶体属于单斜晶系，空间群为Cc。

本发明进一步提出了上述含钴的具有低温相变的配位化合物的制备方法，包括如下步骤：在常温下，称取含钴的可溶性化合物与奎宁环衍生物一并放入容器中，加入适量的蒸馏水搅拌溶解，将溶解后得到的澄清液静置，室温下挥发2-3天，即得到所述配位化合物[(CH₃)₂CH-C₃H₁₇N][CoBr₄]。如果在溶解后产生了少量的沉淀，可以先用滤纸过滤掉沉淀，从而得到澄清液。

优选地，所述含钴的可溶性化合物选自溴化钴或含结晶水的溴化钴。

优选地，所述奎宁环衍生物为1-异丙基-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷。