專利名稱：一種異金屬低溫磁性材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料的制備方法，特別是涉及一種異金屬低溫磁性材料的制 備方法。
背景技術(shù)：
常見的晶體類型分為兩種，一種是粉晶，一種是單晶。粉晶難以測(cè)試出準(zhǔn)確的分子 結(jié)構(gòu)。而另一種是晶體，可以通過X-單晶衍射儀(即Bruker Smart 1000 C⑶型單晶衍射 儀)，真實(shí)的反應(yīng)配合物結(jié)構(gòu)和弱作用方式的多樣性。同時(shí)還可以通過多種軟件對(duì)其分子結(jié) 構(gòu)中原子間鍵長(zhǎng)、鍵角、扭角，它們之間的作用方式多樣性進(jìn)行表征。對(duì)于單晶的制備中，常 規(guī)的方法有溶劑揮發(fā)法、擴(kuò)散法、分層法、試管法和水(溶劑)熱等等。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種異金屬低溫磁性材料的制備方法，根據(jù)配合物的變溫 磁化率測(cè)試結(jié)果，其磁行為對(duì)溫度有依賴性，在觀K時(shí)有耦合作用的轉(zhuǎn)變，本發(fā)明提供了一 個(gè)作為磁性材料的新單晶配合物的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種異金屬低溫磁性材料的制備方法，包括如下過程以1-氫-苯并咪唑-5，6- 二羧 酸(H3bidc)、硫酸鎳以及氧化釓按照2:1:1化學(xué)計(jì)量比，通過160°C的水熱法獲得目標(biāo)配合 物；S卩，取氧化釓0.2 mmol，七水硫酸鎳0. 2 mmol，1_氫-苯并咪唑_5，6_二羧酸(H3bidc) 0. 4 mmol和蒸餾水10 mL，攪拌10分鐘，然后密封于25 mL聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在160°C 下反應(yīng)3天，然后在三天內(nèi)逐漸冷卻到室溫，得到淡綠色長(zhǎng)條型的晶體，用蒸餾水洗凈，在 空氣中晾干。
所述的一種異金屬低溫磁性材料的制備方法，所述的配合物組成和結(jié)構(gòu)明確，配 合物的變溫磁化率測(cè)試結(jié)果，其磁行為對(duì)溫度有依賴性，在觀K時(shí)有耦合作用的轉(zhuǎn)變，為磁 性材料的新單晶配合物。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是本發(fā)明合成的新配合物中，1-氫-苯并咪唑-5，6-二羧酸是一個(gè)多齒多功能的配體，其 中苯并咪唑環(huán)上的氮原子傾向于過渡金屬配位，而苯環(huán)上的羧酸氧原子有利于與鑭系原子 配位。因而通過多次的實(shí)驗(yàn)，通過改變實(shí)驗(yàn)條件如配體與金屬的化學(xué)計(jì)量比，金屬鹽的類型 以及反應(yīng)溫度等，成功的合成了此配合物，其結(jié)構(gòu)令人滿意，其新穎的單晶結(jié)構(gòu)給晶體數(shù)據(jù) 庫(kù)增添了新的數(shù)據(jù)。


圖1為配合物的配位結(jié)構(gòu)圖； 圖2為配合物的變溫磁化率圖；圖3為χ Ζ對(duì)溫度T曲線K300的定律擬合圖；圖4為XsT1對(duì)溫度T曲線K30的定律擬合圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
從圖1中，可以看出，該結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在這個(gè)Gd(III)原子中心和Ni (II)原子中 心。每個(gè)Gd(III)中心原子都是處于一個(gè)扭曲的單帽反四棱柱體的中心，與其配位的氧原 子主要是來(lái)自與4個(gè)不同配體上的羧酸氧原子和兩個(gè)配位水分子。其中羧酸氧原子(X3B和 03A橋連兩個(gè)Gd(III)離子形成了一個(gè)雙核中心，Gd(III)之間的距離為4. 038A，兩個(gè)硫 酸根在Gdl-03B-GdlA-03A為頂點(diǎn)的棱形平面兩側(cè)以P1-O的形式進(jìn)一步連接Gd(III)雙核 中心。Ni(II)原子中心是處于一個(gè)比較規(guī)整的八面體中心，其中的頂點(diǎn)是由來(lái)自配體咪唑 環(huán)上的氮原子(Ni，WD)所占據(jù)，而赤道平面是由4個(gè)配位水中的氧原子占據(jù)。通過對(duì)該 配合物的三維結(jié)構(gòu)的研究，可以發(fā)現(xiàn)這配合物的三維結(jié)構(gòu)是由Ni (H2O)42+單元連接相鄰的 Gd(III)-配體-硫酸根二維層而形成。結(jié)構(gòu)中存在以羧酸氧原子橋連的雙核釓中心，氧橋 提供了磁超交換的路徑，所以該配合物具有潛在的磁性材料。
圖2是該配合物的變溫磁化率，其中〇是摩爾磁化率與絕度溫度的乘積χ MT對(duì)絕 對(duì)溫度T的曲線。其測(cè)試條件為在1000 Oe外場(chǎng)強(qiáng)下，2 - 300 K溫度范圍內(nèi)使用Quantum Design MPMS-7 SQUID型磁量計(jì)測(cè)定的，所有數(shù)據(jù)均經(jīng)Pascal's常數(shù)進(jìn)行反磁校正。由 xMT對(duì)T曲線可以看出，在溫度大于觀K時(shí)，xMT值是隨著溫度下降而上升的，體現(xiàn)出了一 個(gè)鐵磁性耦合。在2 -觀K之間xMT值是隨著溫度下降而快速下降的，呈現(xiàn)出反鐵磁性 耦合作用。
經(jīng)過摩爾磁化率的倒數(shù)χ M—1對(duì)溫度T的曲線的Curie - Weiss定律擬合，見圖3 和圖 4。溫度大于 ^K，得出 Weiss 常數(shù) θ = 1.60 K，Curie 常數(shù) C = 15.11 cm3 K mo Γ1。 說(shuō)明在溫度大于觀K時(shí)，雙核Gd(III)離子之間存在著鐵磁耦合作用。當(dāng)溫度在2 1(到觀 K之間時(shí)，最佳擬合參數(shù)Weiss常數(shù)θ = -2.65 K，Curie常數(shù)C = 42. 265 cm3 K moF10說(shuō) 明在這個(gè)溫度區(qū)間Gd(III)離子之間存在著反鐵磁耦合作用。
配合物聚合物[Gd2Ni(Hbidc)2(S04)2(H20)8]n的單晶制備方法和條件，并且通過單 晶衍射測(cè)試其結(jié)構(gòu)。由于化合物中包含了雙核Gd(III)中心，提供了磁交換中心。
取氧化釓(0. 2 mmol)，七水硫酸鎳(0. 2 mmol)，1_氫-苯并咪唑_5，6_ 二羧 酸(H3bidc) (0.4 mmol)和蒸餾水(10 mL)，攪拌10分鐘，然后密封于25 mL聚四氟乙烯 反應(yīng)釜中，在160°C下反應(yīng)3天，然后在三天內(nèi)逐漸冷卻到室溫，得到淡綠色長(zhǎng)條型的晶 體，用蒸餾水洗凈，在空氣中晾干。用χ-單晶衍射儀測(cè)得其單晶結(jié)構(gòu)，其新穎的結(jié)構(gòu)豐富 了單晶數(shù)據(jù)庫(kù)。鑒于稀土元素表現(xiàn)出優(yōu)秀磁性材料的性質(zhì)，所合成出的新的單晶配合物 [Gd2Ni (Hbidc) 2 (SO4) 2 (H2O) Jn也具有潛在的磁性材料。
本方法以1-氫-苯并咪唑_5，6-二羧酸作為配體，以氧化釓和硫酸鎳來(lái)提供金屬 中心，蒸餾水作為溶劑，置于25mL聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，空氣中攪拌10分鐘，然后密封于不 銹鋼外殼中，在160°C下反應(yīng)3天，然后在三天內(nèi)逐漸冷卻到室溫，得到淡綠色長(zhǎng)條型的晶 體，用蒸餾水洗凈，在空氣中晾干。此晶體通過X—單晶衍射儀測(cè)得其結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種異金屬低溫磁性材料的制備方法，其特征在于，包括如下過程以1-氫-苯并 咪唑-5，6- 二羧酸(H3bidc)、硫酸鎳以及氧化釓按照2:1:1化學(xué)計(jì)量比，通過160°C的水熱 法獲得目標(biāo)配合物；即，取氧化釓0. 2 mmol,七水硫酸鎳0. 2 mmol, 1-氫-苯并咪唑_5， 6-二羧酸(H3bidc)0. 4 mmol和蒸餾水10 mL，攪拌10分鐘，然后密封于25 mL聚四氟乙烯 反應(yīng)釜中，在160°C下反應(yīng)3天，然后在三天內(nèi)逐漸冷卻到室溫，得到淡綠色長(zhǎng)條型的晶體， 用蒸餾水洗凈，在空氣中晾干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異金屬低溫磁性材料的制備方法，其特征在于，所述的 配合物組成和結(jié)構(gòu)明確，配合物的變溫磁化率測(cè)試結(jié)果，其磁行為對(duì)溫度有依賴性，在觀K 時(shí)有耦合作用的轉(zhuǎn)變，為磁性材料的新單晶配合物。
全文摘要
一種異金屬低溫磁性材料的制備方法，涉及一種磁性材料的制備方法，以1-氫-苯并咪唑-5，6-二羧酸作為配體，以氧化釓和硫酸鎳提供金屬中心原子，在水熱條件下合成了一種包含有Gd(III)的雙核中心的三維結(jié)構(gòu)的異金屬配位聚合物的單晶材料，其測(cè)試結(jié)果表明該化合物在溫度大于28K，雙核Gd(III)離子之間呈現(xiàn)出鐵磁耦合作用；當(dāng)溫度在2K到28K之間時(shí)，Gd(III)離子之間表現(xiàn)出反鐵磁耦合作用。這個(gè)化合的磁性在28K是表現(xiàn)出轉(zhuǎn)折，是一種對(duì)溫度有依賴性的，可以做為具有潛在的磁性材料的新穎的配位聚合物。其結(jié)構(gòu)令人滿意，新穎的單晶結(jié)構(gòu)給晶體數(shù)據(jù)庫(kù)增添了新的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)C07F19/00GK102030785SQ20101059343
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者孫亞光, 熊剛, 郭美妍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工大學(xué)