[发明专利]一种具有室温退磁效应的金属膦酸盐材料及其制备方法

说明书

本发明属于无机材料化学技术领域，涉及一种具有室温退磁效应的金属膦酸盐材料及其制备方法，先将铜盐、有机膦源、有机胺、水混合均匀得到混合物；再将混合物在室温搅拌后装入高压反应容器中晶化得到结晶性良好的块状蓝色晶体；然后块状蓝色晶体依次经去离子水洗涤、抽滤，并在室温下干燥，即制备得到具有室温退磁效应的金属膦酸盐材料；制备的金属膦酸盐材料能够在室温条件下，通过光照实现磁化强度的调控，在高密度信息存储和光控开光方面具有很好的实用价值和应用前景，其原料易得，合成方法简单，操作方便，重复性好，产率高。

技术领域：

本发明属于无机材料化学技术领域，具体涉及一种显示室温显著退磁效应的光致变色材料及其制备方法，特别是一种具有室温退磁效应的金属膦酸盐材料及其制备方法。

背景技术：

光磁材料是指物质磁性(大小、方向等)经过光照射后发生变化的一类材料，其应用可涉及到自旋电子学、数据存储和光学开关等领域。具有光照退磁现象的分子可以显示1→0序列的双稳态(相对于二进制1和0)，使其成为高密度信息存储和开关传感器的重要组成材料。这类材料在金属-金属电荷转移，自旋交叉和互变异构分子中研究广泛。伴随着光照退磁现象，电子结构在高、低自旋状态之间进行可逆切换。然而，光照退磁效应通常在液氮甚至液氦温度下进行，两种状态间的颜色变化也不明显。因此，具有室温光照退磁的材料因其在实际应用中的巨大优势而获得广泛的关注。

无机-有机光致变色材料往往显示出肉眼可检测的颜色变化，且具有可逆的物理化学性质变化。这类杂化材料结构不仅可设计强，光致变色性能多样，更为重要的是具有良好的室温可操作性。这类材料在光照后，产生的光生自由基与顺磁性金属离子之间发生反铁磁耦合作用，反铁磁耦合作用越强，退磁程度越大。此外，光照射的效率即光生自由基的量，也对退磁程度有一定影响。迄今为止，研究人员开发出数量众多的室温退磁配合物。然而，多数物质仅表现出20％以下的低退磁率。因此，实现室温下实现光调节磁化强度的显著降低，在目前依然是一项极具挑战性的研究。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种具有室温巨大退磁效应的过渡金属膦酸盐材料及其制备方法，运用自组装和晶体工程学原理，设计向杂化变色材料骨架中引入二价铜离子，利用二价铜离子中心与光生自由基之间强反铁磁耦合，实现具有巨大退磁性能的光致变色金属膦酸盐材料的制备。

为了实现上述目的，本发明所述具有室温退磁效应的金属膦酸盐材料具有一维链状结构，五配位的二价铜离子通过与羟基乙叉二膦酸(1-hydroxyethylidenediphosphonate，HEDP)上的氧和2,4,6-三(4-吡啶)-1,3,5-三嗪(2,4,6-tri(4-pyridyl)-1,3,5-triazine，TPT)上的氮配位形成一维链Cu₃(H-HEDP)(H₂-HEDP)(H-TPT)TPT，游离2个客体水分子(H₂O)；其分子式为Cu₃(H-HEDP)(H₂-HEDP)(H-TPT)TPT·2H₂O，分子量为1257.32，晶体学数据为a＝9.8981(4)埃，b＝10.6111(5)埃，c＝24.1499(12)埃，α＝81.339(4)度，β＝85.026(4)度，γ＝66.190(4)度，V＝2293.2(2)立方埃，Z＝2，空间群Pī。

本发明制备所述具有室温退磁效应的金属膦酸盐材料的具体过程为：

(1)、将0.8～1.0毫摩尔铜盐、0.7～0.9毫摩尔有机膦源、0.3～0.6毫摩尔有机胺、9～12毫升水混合均匀得到混合物；

(2)、将步骤(1)制成的混合物在室温搅拌0.5小时后装入带聚四氟乙烯反应釜的不锈钢高压反应容器中，在120摄氏度晶化5-7天得到结晶性良好的块状蓝色晶体；

(3)、将步骤(2)所得的块状蓝色晶体依次经去离子水洗涤、抽滤，并在室温下干燥，即制备得到具有室温退磁效应的金属膦酸盐材料。