[发明专利]一种具有分子内磁性转变的氰桥金属有机化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有分子内磁性转变的氰桥金属有机化合物及其制备方法和应用，该化合物的结构通式为[(L₂)(L₁)M₁(NC)M₂(L₃)_m(CN)M₁(L₁)(L₂)](PF₆)_n，其中n＝2、3或4。本发明选择具有氧化还原活性的化合物M(L₁)(L₂)X(X＝Cl、Br或I)做为端基片段，选择M(L)₂(CN)₂作为中心桥配体，利用溶液法合成抗磁性氰桥多核化合物[(L₂)(L₁)M₁(NC)M(L)_m(CN)M₁(L₁)(L₂)](PF₆)₂，对[(L₂)(L₁)M₁(NC)M(L)_m(CN)M₁(L₁)(L₂)](PF₆)₂进行电化学研究，选择合适的氧化剂，分别获得其一电子氧化产物[(L₂)(L₁)M₁(NC)M(L)_m(CN)M₁(L₁)(L₂)](PF₆)₃和两电子氧化产物[(L₂)(L₁)M₁(NC)M(L)_m(CN)M₁(L₁)(L₂)](PF₆)₄。该氰桥金属有机化合物为顺磁离子上通过氰基来桥连两个抗磁金属碎片的氰桥多核化合物，根据它们的电化学性质和磁性，表明其可用于分子基磁性材料。该制备方法简单，工艺条件易控制，制备成本低。

技术领域

本发明属于磁功能材料领域，具体涉及一种具有分子内磁性转变的氰桥金属有机化合物及其制备方法和应用。

背景技术

信息技术的诞生与发展是20世纪人类最伟大的创造之一。磁性材料的信息存储技术成就了微电子产业的辉煌，使人类由工业社会迈入信息社会。磁性材料是信息存储的基础，直接影响和掌握信息技术产业的发展水平。随着存储器件的微型化、存储容量需求的不断提升及新兴发展的分子电子学的应用要求，使得传统密度大、精密加工成型困难、磁损耗大的磁性材料已经很难满足需要。分子基磁性材料作为一类潜在的能满足分子电子学应用要求的材料被各个领域的科学工作者广泛研究。与传统的磁性材料相比，分子磁性材料具有体积小、密度低、信息储量高、易于加工成型、能耗小及结构多样化等优点，使得其有可能成为航天、微波吸收隐身、光磁开关、电磁屏蔽、分子电子学和高密度信息存储等领域材料。

目前，人们对分子基磁体的研究主要集中在在分了纳米磁体、磁分子开关材料以及复合功能材料等领域。其中复合功能材料指所合成磁性材料同时又具有手性、铁电、荧光、超导以及导电等性能。纳米磁体是在纳米尺度上表现出磁行为的材料，主要分为单分子磁体、单链磁体、单离子磁体以及两顺磁离子被抗磁金属桥或者长链π共轭有机桥化合物。在这些体系中存在的问题是：(1)这些化合物真正应用主要受到弛豫温度较低的制约，很难在室温保持其磁行为；(2)长链配体一般需要多步合成，这给合成带来了不可控性，且溶解性不好，导致性能研究的困难；(3)抗磁金属桥连接的化合物磁相互作用都很弱；(4)磁耦合作用随着链长度的增长而急剧减小。因此迫切需要深化磁构效关系的研究，选择不同的金属离子和具有优良磁传递能力的桥配体，从源头上有目的地设计合成纳米尺度分子基磁性材料，切实提高这类化合物的弛豫温度。磁开关材料的研究主要集中在通过外界的刺激主要包括光照、加热、加压、电场以及客体分子等影响材料的磁性。