[发明专利]一种磁性/荧光双功能镝配合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性/荧光双功能镝配合物及其制备方法，该配合物展现三维多孔结构，结构简式为[Dy₂(SBA)₃(H₂O)₄]·DMA，SBA为脱去两个羧基质子的4,4'‑磺酰基二苯甲酸二价阴离子，DMA为游离的N,N‑二甲基乙酰胺。该配合物两个镝离子均为双帽三棱柱构型，通过SDA配体的羧基桥连，组装成一维金属链；再通过SDA配体的延伸性，扩展为三维网状结构。该配合物在零场下展现明显的慢磁弛豫行为，是一种多维单分子磁体，有效能垒为47.6K；且SDA配体的敏化作用可以为镝离子提供能量致其激发，使该配合物表现出镝离子特征线状荧光光谱。

技术领域

本发明属于多功能镝配合物技术领域，具体涉及一种具有磁性和荧光性能的多维镝配合物及其制备方法。

技术背景

稀土(Rare earth)是指钪、钇和镧系的十七种金属元素的总称，被称为现代工业的“维生素”和“21世纪新材料宝库”，被广泛应用于冶金工业、石油化工、军工技术、信息工程等尖端科技领域，是不可再生的战略资源。中国作为稀土资源大国，最多时储量占世界的71.1％，但由于不合理开发，稀土资源严重消耗。为实现稀土资源的高效利用，需要针对稀土特有的理化性能进行深入挖掘，实现以稀土资源为核心的高新技术产业迅速发展。镝是一种重稀土元素，在磁性材料和激光技术等邻域有着突出的应用前景。而将镝离子与强/弱场配体结合制备特定配合物，可以获得一类特征有慢磁弛豫行为的单分子磁体。其磁学性质源于孤立分子的磁各向异性，而非原子之间的协同作用，从而避免传统铁磁体的超顺磁极限，有望作为一种新型的软磁性材料应用于超高密度信息存储、量子化学计算和分子自旋电子学等领域(Nat.Mate.,r 2008,7,179-186；Coordin.Chem.Rev.,2017,346,150-175)。而将镝离子与共轭多酸配体结合制备特定配合物，可以获得一类特殊光学性能的镧系金属有机框架材料。其光学性能优异，具有高色纯度、宽斯托克斯位移和线状发射峰等特点，可作为一种高灵敏度和低检测限的荧光传感器对环境科学和生命科学中的微量物质进行特异性识别，也可作为一种锐线光源材料运用于高纯度激光领域(Chem.Soc.Rev.,2021,50,4484-4513；Chem.Soc.Rev.,2020,49,7949-7977)。

镝离子的发光能跃迁与磁各项异性均与电子结构密切相关，需要有针对性的优化配体场环境才能实现两种特异性属性。当镝离子能级分裂与配体能级相匹配时，配体接收外界能量转变为激发状态，通过无辐射分子内传递，将受激发能量传递给镝离子，使其表现特征荧光。由于镝离子能级结构特殊，发光强度较弱，已研发的镝基荧光配合物较少。而镝离子⁴F_9/2→⁶H_15/2、⁴F_9/2→⁶H_13/2和⁴F_9/2→⁶H_11/2三种能级跃迁可以产生特定频率的锐线光源，是激光技术向多频段研发不可缺少的组成部分。而结合磁各向异性的荧光配合物是一种特殊的多功能材料，它不仅是两种属性的加和，而且会展现光学和磁性之间很强的相互作用。当环境温度低于阻塞温度，镝离子自身的矫顽力可以形成局部磁场，能级会发生塞曼分裂，改变荧光光谱。因此，有必要研发新型磁性/荧光双功能镝配合物，探究其多功能特性和阐明特殊属性的内在关系，实现性能集成和优化，获得有利于高新技术产业发展的新型多功能材料。

发明内容

针对上述现有技术中的突出问题，本发明的第一个目的在于提供一种磁性/荧光双功能镝配合物。

本发明的第二个目的在于为上述磁性/荧光双功能镝配合物提供一种高产率的制备方法。