[发明专利]一种大矫顽场磁性材料1,2-双四唑-5基乙烷铜配合物晶体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种大矫顽场磁性材料1,2‑双四唑‑5基乙烷铜配合物晶体及其制备方法和应用，其特征在于：1,2‑双四唑‑5基乙烷(H₂L)与硫酸铜按照一定比例加入DMF与水的混合溶液，高压反应釜反应，120℃～130℃下恒温三天，冷却得单体分子式为[Cu_4.5L_1.5(OH)₄(SO₄)(H₂O)_1.5·4H₂O]_n的蓝色透明晶体配合物。该配合物晶体是一种硬磁体，在低温时存在由自旋倾斜行为引起的弱铁磁性，在2K处的矫顽力场为2.3kOe，在已报道的铜基分子磁性材料中是最高的；制备方法操作简单，化学组分易于控制、重现性好且产量高，所得材料体积小，密度轻，易于复合加工。

技术领域

本发明属于磁性材料及其合成方法技术领域，涉及一种金属有机框架分子基磁性材料及其合成方法和应用，尤其涉及一种大矫顽场磁性材料1,2-双四唑-5基乙烷铜配合物晶体及其制备方法和应用。

背景技术

分子磁体是能够显示与铁磁体类似性质的分子基化合物。虽然从第一个分子铁磁体材料被发现至今已有半个多世纪，但是科学家对于分子磁体材料的研究热情却愈来愈高。这主要是因为分子磁体具有体积小、密度轻、结构多样化、易于复合加工等优势，而且在多密度信息存储、量子计算和磁致冷等领域具有广泛的应用。

目前，对于分子磁体研究主要集中在由有机配体结合金属离子构筑金属有机框架分子磁体材料方面。对于框架分子磁体的研究可以使物理学家和化学家发现自旋倾斜、亚铁磁和长程有序等自然磁性，并可进行进一步的深入研究。

但是，对于框架结构分子磁体材料的研究存在很多的难点，其中最大的挑战来自于是如何设计和构筑有优良性能的磁性材料。通常采用的策略是选择顺磁性的金属离子作为中心，例如Co(II)、Mn(II)、Fe(III)、Ni(II)和Cu(II)等过渡金属，选择具有不对称配位点的配体连接金属离子构筑框架结构，例如双氰胺、叠氮和羧酸盐等。

现有技术对于具有大矫顽磁场的单金属框架分子磁性材料的研究非常少，但是这方面的研究有可能合成具有优良磁性的新材料，可以为探索和开发新型的磁性材料奠定基础。

发明内容

针对现有技术对于具有大矫顽磁场的单金属框架分子磁性材料的研究比较少的情况，本发明从设计和合成大矫顽磁场框架分子磁性材料出发，合成了具有优良磁性的新材料，为探索和开发新型的磁性材料奠定了基础。

为了实现上述目的，本发明提供了一种大矫顽场磁性材料1,2-双四唑-5基乙烷铜配合物晶体及其制备方法及其应用。

本发明提供了一种大矫顽场磁性材料1,2-双四唑-5基乙烷铜配合物晶体，其晶体结构信息包括：

①化学通式为[Cu_4.5L_1.5(OH)₄(SO₄)(H₂O)_1.5·4H₂O]_n，其中L为1,2-双四唑-5基乙烷，且所述L的结构式为

②固体配合物晶体属于正交Pnma晶系，a＝10.4983，α＝β＝γ＝90.000°，Z＝4。

本发明还提供了一种大矫顽场磁性材料1,2-双四唑-5基乙烷铜配合物晶体的制备方法，包括以下步骤：

(1)反应物混合：将0.5～1.5份的配体1,2-双四唑-5基乙烷(H₂L)和0.2～0.4份的CuSO₄·5H₂O溶于65.7～66.2份的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和31.9～33.6份的水的混合溶液中，搅拌均匀后置于高压反应釜中；