[发明专利]一种近室温自旋转换晶体材料及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于自旋转换材料的合成技术领域，尤其涉及一种近室温自旋转换晶体材料及其利用水热溶剂热法合成近室温自旋转换晶体材料的方法。

背景技术

自旋交叉配合物在温度、光照、压力等外界刺激下发生的中心金属离子电子构型的转变以及配合物光、电、磁性质剧烈的变化是一种极为有趣的物理化学现象，不仅在基础研究方面具有重要的探索意义，而且在开发新一代的分子电子器件材料方面也具有广阔的应用前景。

自旋交叉材料所具有的双稳态特性可望实现分子水平上的信息存储从而引发信息存储器件轻型化、微型化的变革。70多年来经过世界各国科学工作者的共同努力，已经建立了一套关于自旋转变机理等较为系统的理论，也制备出了一些能够满足实际应用需求的自旋交叉配合物。

但是，这个领域仍然面临着许多亟待解决的问题，例如尽管人们认识到超分子作用对于分子协同效应有着重要的影响，但却无法预期其影响结果，也无法给出规律性的总结，因此难以定向设计、合成具有预期性质的自旋交叉配合物。

另外，绝大多数自旋交叉配合物转变温度过低，严重限制了它们的应用前景，从现实角度出发，有必要制备出更多能够在室温或高温区域发生回滞型转变的配合物，以丰富工业应用材料的选择范围。而且，自旋交叉体系的扩充也有助于建立磁构关系的系统知识，对今后配合物的制备具有指导性意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种近室温自旋转换晶体材料及其利用水热溶剂热法合成近室温自旋转换晶体材料的方法；该近室温自旋转换晶体材料由一维梯子型结构组成，其转变温度接近室温，回滞宽度达到3K。

一种近室温自旋转换晶体材料，它的基础单元为[Fe(bpt)₂{AuCN}₂]，其中，配体为bpt^-，桥连配体为[Au(CN)₂]^-，所述bpt^-为带负电的3,5-二(2- 吡啶基)-1,2,4-三氮唑；所述晶体材料由一维梯子型结构组装而成。

所述梯子型结构由若干梯平面和两条连接若干梯平面的梯链组成；所述梯平面包含两个Fe(II)离子和两个配体，以两个Fe(II)离子为中心，通过 Fe(II)离子与配体中的N原子配位，形成梯平面；所述梯链由若干桥连配体连接而成，两两桥连配体之间通过N原子与Fe(II)离子的配位进行连接。

进一步地，所述近室温自旋转换晶体材料的自旋转换温度T_1/2↑＝338 K。

进一步地，所述近室温自旋转换晶体材料的结构单元为单斜晶系，空间群为C2/m；298K时，晶胞参数为：α＝90°，β＝124.673(3)°，γ＝90°；373K 时，晶胞参数为：α＝90°，β＝123.337(7)°，γ＝90°。

本发明还提供了一种利用水热溶剂热法合成近室温自旋转换晶体材料的方法，将FeSO₄·7H₂O、3,5-二(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑和K[Au(CN)₂] 溶于乙醇和水中，在120～180℃下进行水热反应，得到近室温自旋转换晶体材料。

所述3,5-二(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑，即3,5-bis(pyridin-2-yl)-1,2,4- triazole(简写为：bptH)，在非氮气保护条件下，3,5-二(2-吡啶基)-1,2,4- 三氮唑以带负电离子形式(即bpt^-)与构成自旋中心的二价铁离子通过共价键桥进行络合，得到本发明产品近室温自旋转换晶体材料，具体结构如图3～5所示。