[发明专利]一种钴配合物及其制备方法和作为抗铁磁性材料的应用

说明书

本发明公开了一种钴配合物及其制备方法和作为抗铁磁性材料的应用。该钴配合物化学表达式为：{[Co₃(H₃TTHA)₂(4,4′‑bipy)₅(H₂O)₈]·12H₂O}_n，H₃TTHA表示配体H₆TTHA在形成配合物的过程中失去了三个质子形成的阴离子基团，4,4′‑bipy为4,4′‑联吡啶，其制备方法为将含H₆TTHA、4,4′‑联吡啶、钴盐的水溶液进行水热反应，即得。该钴配合物可以通过一步水热法获得，步骤简单、成本低，有利于扩大生产，且该钴配合物呈现弱抗铁磁性，可以作为抗铁磁性材料应用。

技术领域

本发明涉及一种钴配合物，具体涉及一种由钴盐与有机配体H₃TTHA和4,4′-联吡啶(4,4′-bipy)形成的具有二维平面结构的钴配合物，还涉及通过一步水热反应合成钴配合物的方法，以及钴配合物作为抗铁磁性材料应用，属于磁学材料技术领域。

背景技术

磁性材料具有十分广泛的应用，如用于马达的永磁材料、变压器中的铁心材料以及存储器中的磁盘，与信息化、自动化、国防等方面密切相关。磁性金属配合物出现较晚，所以归为分子磁体，是通过有机合成、配合物合成等方法制备的具有在临界温度(T_C)下可以自发发生磁化的分子化合物。金属配合物具有丰富的拓扑结构和有趣的磁学性质，特别是一些磁学现象如抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性等。相比于其它磁性材料，金属配合物的优势在于其具有精确的结构信息，可以从分子尺度研究其磁学现象，因而对构建理想的磁性材料具有重要的指导意义。在磁学研究领域，设计和合成磁学性质可预测的金属配合物具有极大的挑战性。从构筑金属配合物的结构来说，选择合适的桥联配体尤为关键。羧酸配体由于具有多样性的配位模式，是理想的选择。4,4′-联吡啶分子作为刚性配体，也经常被用于金属有机骨架的结构构建，以增加结构的多样性。目前由羧酸配体构建的钴配合物已经有较多的文献报道，但主要是单核和双核的钴配合物，其磁性较单一。多核钴配合物的报道较少，关于其磁性的研究更少。参考文献【1】Z.Hulvey,B.C.Melot andA.K.Cheetham,Inorg.Chem.,2010,49,4594；【2】F.-P.Huang,H.-Y.Li,J.-L.Tian,W.Gu,Y.-M.Jiang,S.-P.Yan and D.-Z.Liao,Cryst.Growth Des.,2009,9,3191；【3】L.-F.Wang,C.-J.Li,Y.-C.Chen,Z.-M.Zhang,J.Liu,W.-Q.Lin,Y.Meng,Q.-W.Li and M.-L.Tong,Chem.Eur.J.,2015,21,2560.

发明内容

针对现有抗铁磁性材料存在的不足，本发明的目的是在于提供了一种钴配合物，该钴配合物具有多核钴离子，从而导致钴离子之间呈现多种磁交换行为，而不同钴金属离子的磁交换作用使该钴配合物表现出抗铁磁性，可以作为抗铁磁性材料应用。

本发明的第二个目的是在于提供了一种钴配合物的制备方法，该方法是通过水热法一步合成，操作简单，成本低，有利于扩大生产。

本发明的第三个目的是在于提供了一种钴配合物作为抗铁磁性材料的应用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种钴配合物，其具有以下化学表达式：

{[Co₃(H₃TTHA)₂(4,4′-bipy)₅(H₂O)₈]·12H₂O}_n；

其中，