[发明专利]一种具有单分子磁体性质的新型钴(III)-硫簇基配位聚合物

说明书

本发明属于分子磁学领域，具体涉及一种具有单分子磁体性质的新型钴(III)‑硫簇基配位聚合物。本发明提供的钴(III)‑硫簇基配位聚合物，其三维骨架为([Co(III)₃Co(II)₂(mba)₆(Hdtba)(H₂O)₄]_n)。通过单晶XRD研究表明，该聚合物由三核钴(III)‑硫簇结构单元和两个单核钴(II)组成，通过2‑巯基苯甲酸二价阴离子配体桥联形成三维复杂网络结构，钴(III)原子簇单元为三核线性钴(III)团簇，在这个配位聚合物中充当构建单元。磁学研究表明，在没有外加直流磁场的情况下，钴(II)离子的慢磁弛豫现象是单分子磁体的特征行为。

技术领域

本发明属于分子磁学领域，具体涉及一种具有单分子磁体性质的新型钴(III)-硫簇基配位聚合物。

背景技术

近几十年来，多核三维配合物因具有催化、光学、电子、生物、吸附和磁性等性质和多变的结构引起了研究者广泛的关注。随着信息技术的快速发展，分子基磁性材料因其在高密度信息存储、磁开关、量子计算机和自旋电子学等中的潜在应用而日益受到研究者的青睐。其中，基于单分子磁体(SMMs)、单离子磁体(SIMs)和单链磁体(SCMs)等的研究是该领域的热点。分子基磁性材料顾名思义是以分子作为基本单元，将自旋载体(顺磁离子和自由基)和有机配体通过化学方法组装的具有磁学性质的配合物，因其合成方法简单易操作，配合物较易得到单晶样品，有助于进一步研究其结构与性质的关系。分子基磁性材料相比于传统磁性材料具有易溶解、体积小、易制备、易调控、重量轻等优点，易涂抹在微小的器件上实现易操作化和磁性质的精密变化，使其可能在高密度信息存储、磁开关、量子计算机处理数字信息方面和分子自旋电子学、光磁、电磁等领域实现实际应用；分子基磁性材料弥补了传统材料的加工难度大和密度大等缺点，满足了现代材料所需的一些特殊要求。成为了新兴材料的佼佼者，在新兴产业等方面具有良好的应用前景。因此，设计新颖的磁性材料并提高其性能是材料领域亟待解决的问题。

金属配合物分子磁体是由顺磁金属离子和配体以自组装的方式(化学方法)构筑的具有自发磁化行为的配合物，自旋载体是顺磁金属离子。较其它分子载体而言，该类材料由于其合成方法的易操作性和结构及配位方式的多样性而成为一类非常热门的分子磁体。通过使用桥联配体，已合成了大量的含多核金属原子簇结构的配合物。然而，与广泛报道的多核Mn(III)或Fe(III)团簇相比，多核钴(II)团簇的探究为数不多，这可能归因于缺乏一种简单的合成路线，阻止Co(II)离子在空气中被氧化，以及其磁耦合难以控制。在混合价多核钴配合物中，因为低自旋的d⁶钴(III)是抗磁的，因此其特殊的磁学性质来源于钴(II)离子，钴(II)离子是一种顺磁性离子。由于二价钴离子具有大的自旋基态(S=3/2)和强的磁各向异性，而且六配位钴的配合物具有稳定的结构，因此开发这类分子基磁性材料具有重要的实用价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种具有单分子磁体性质的新型钴(III)-硫簇基配位聚合物。

本发明所采取的技术方案如下：一种具有单分子磁体性质的新型钴(III)-硫簇基配位聚合物，其制备过程包括以下步骤：

①配置碱性条件下的乙醇溶液；

②将邻巯基苯甲酸加入步骤①所配的溶液，搅拌均匀至完全溶解；

③配制钴离子溶液，将钴离子溶液缓慢滴入步骤②中的溶液，搅拌；

④将步骤③的溶液倒入具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，于100-200℃下反应；

⑤反应完毕后，冷却、洗涤、烘干，得到产物。

步骤③中，钴离子溶液采用水溶性钴盐溶解于水中配制得到。

步骤③中，钴离子与邻巯基苯甲酸的摩尔比为1:1.5-2:2.5。

其包含由三核钴(III)-硫簇结构和单核钴(II)构成的三维复杂网络结构。