[发明专利]一种低维磁性金属配合物甲酸氯化铁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型磁性金属配位化合物的合成与构筑，特别是一种低维磁 性金属配合物甲酸氯化铁的制备方法。

技术背景

当前，构筑磁性金属配合物主要基于两方面的考虑:自旋载体和“化学桥”。 自旋载体主要选择在3d轨道上含有单电子的磁性金属，如：Mn、Fe、Co、Ni、 Cu以及一些有单电子的稀土金属。而对于“化学桥”，主要包括短桥配体和有机 辅助配体，其中短桥配体的主要作用是连接金属并有效地传递磁交换,而有机辅 助配体的作用主要是支撑结构,调节结构和磁性。对于传递磁交换的“化学桥”, 总体来讲,“桥”越短,共轭程度越高,越能有效地传递磁耦合作用。有机配体能 够以较短的距离连接金属离子,并且含有共扼体系,可以作为传递磁交换的化学 桥。

甲酸作为最小的有机配体能够有效传递磁耦合，因其具有很强的配位能力与 丰富的配位模式，在合成甲酸配合物的过程中，甲酸金属配合物大多是三维立体 结构。仅仅由甲酸配位构筑形成的低维磁性金属配合物，非常少见。

基于这种现象，我们采用水热合成的方法，以Fe离子作为顺磁中心，甲酸 作为桥连配体，在甲酸溶液中加入尿素，配成尿素的饱和溶液，同时采用较低的 合成温度制备甲酸铁。低温反应一方面降低了甲酸的配位能力，使其不易形成高 维配合物，另一方面也避免了尿素的分解，维持反应体系中的PH恒定。最终合 成一例具有二维层结构的甲酸氯化铁金属配合物，从查询CCDC来看，这例配合 物没有被报道过。通过磁性测试，表明这例化合物反铁磁有序，在低温、场诱导 下具有自旋翻转效应。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种低维磁性金属配合物甲酸氯化 铁的制备方法，甲酸氯化铁是一种具有良好的磁性性能的配合物，其合成的反应 温度较低，同时选取合适的配体及金属原子进行组装，来获得具有磁性性能的低 维金属配合物，并且为合成具有磁性性能的低维配合物指明新的方向。

本发明的技术方案：

一种低维磁性金属配合物甲酸氯化铁的制备方法，甲酸氯化铁的化学式为 Fe(HCO₂)₂ClH₂O，其制备步骤如下：

1)在容器中将FeCl₃·6H₂O溶解于甲酸溶液中，FeCl₃·6H₂O与甲酸溶液的 用量比为1毫摩尔：15毫升，然后加入尿素至饱和，在温度为70℃的条件下反 应72小时；

2)将容器置于烘箱中自然降温到室温，得草绿色块状晶体，收集晶体用甲 醇洗涤，在真空度为0.1Mpa下进行真空干燥后，制得目标产品二维层状化合物 Fe(HCO₂)₂ClH₂O。

本发明的优点是：该制备方法工艺简单、合成反应温度较低、原料廉价、易 于实施，适于大规模工业生产；制备的磁性配合物，具有化学可调控性﹑磁性性 能﹑结构新颖等特点,在磁性材料、自旋分子电子学等一些重要领域具有潜在应 用价值。

附图说明

图1是该磁性金属配合物的结构图。

图2是该磁性金属配合物的m-h图。

图3是该磁性金属配合物的m-t图。

具体实施方式

实施例：

一种低维磁性金属配合物甲酸氯化铁的制备方法，甲酸氯化铁的化学式为 Fe(HCO₂)₂ClH₂O，其制备步骤如下：

1)在容器中将1毫摩尔FeCl₃·6H₂O溶解于15毫升甲酸溶液中，然后加入 尿素至饱和，在温度为70℃的条件下反应72小时；

2)将容器置于烘箱中自然降温到室温，得草绿色块状晶体，收集晶体用甲 醇洗涤，在真空度为0.1Mpa下进行真空干燥后，制得目标产品Fe(HCO₂)₂ClH₂O。

使用如下仪器及方法对产物进行表征：

挑选尺寸为0.20×0.20×0.20mm³的晶体用于单晶结构分析，单晶衍射数据在BrukerSmart1000CCD衍射仪上收集，用石墨单色器单色化的Mokα射线1.75°≤θ≤27.96°。