新型低维多功能分子磁性材料分子设计、合成及磁性研究

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SLANGELA
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单分子磁体(single molecular magnets,SMM)与自旋转换(spin-crossover,SCO)配合物是当今分子基磁性领域研究的两个主要热点。在单分子磁体体系研究中引入稀土离子,是制备高能垒分子磁体的重要途径。自旋转换配合物多为3dn(n=4-7)过渡金属离子配合物,此类材料在分子开关、数据存储以及分子水平上的电子设备等方面都有潜在的应用。随着科学技术的迅速发展,原有的信息存储材料已很难满足人类越来越高的生活需求,开展多功能分子基磁性材料的研究具有非常重要和实际性的意义。本论文以Dy(Ⅲ)为分子磁体构建中心、Co(II)为自旋转换金属中心,选取三种氮供给配体和三种氧供给配体,通过水热合成法,合成了一系列结构新颖的Dy/Co阴阳离子对配合物,并对其结构、磁性能进行了详细研究与探讨,同时通过构建其同系列的抗磁Y/Co阴阳离子对磁性进行剥离研究。本论文主要包含以下三个内容:(1)通过水热合成法,以4’-(4-氟苯基)-2,2’:6’,2’’-三联吡啶(L1)为氮供给配体,两种一元羧酸为氧供给配体,合成了两个Dy/Co阴阳离子对配合物1和3,以及与其对应的两个Y/Co配合物2和4。其中配合物1中,Dy(Ⅲ)与苯甲酸配体形成一维的[Dy10(μ3-OH)4(PHCOO)28]2-阴离子片段,Co(II)与L1配体形成[Co(L1)2]2+阳离子碎片,以达到电荷平衡;配合物3中,Dy(Ⅲ)与间硝基苯甲酸配体形成一维的[Dy4(m-NO2-PHCOO)14]2-阴离子片段,Co(II)与L1配体形成[Co(L1)2]2+阳离子碎片;对配合物1和3进行磁性剥离得到配合物2和4。磁性研究表明:配合物1和3都具有缓慢弛豫现象,具有明显的分子磁特征;配合物2和4的磁性研究证明了1、3配合物自旋转换现象的发生。(2)通过水热合成法,以2,2’:6’,2’’-三联吡啶(L2)为氮供给配体,对硝基苯甲酸为氧供给配体,合成了两个配合物5和6。其中,配合物5是双核Dy2结构,Dy2双核通过水分子氢键的连接形成一维超分子链状结构;通过抗磁离子Y(Ⅲ)取代的方法得到同构的配合物6。磁性研究表明,配合物5属于典型的单分子磁体;配合物6的磁性研究证明了5配合物发生了自旋转换。(3)通过水热合成法,以4’-(4-甲苯基)-2,2’:6’,2’’-三联吡啶(L3)为氮供给配体,两种一元羧酸为氧供给配体,得到了两个Dy/Co阴阳离子对配合物7和9,以及与其对应的两个Y/Co配合物8和10。其中配合物7中,Dy(Ⅲ)与苯甲酸配体形成一维的[Dy10(μ3-OH)4(PHCOO)28]2-阴离子片段,Co(II)与L3配体形成[Co(L3)2]2+阳离子碎片,以达到电荷平衡;配合物9中,Dy(Ⅲ)与间硝基苯甲酸配体形成一维的[Dy4(m-NO2-PHCOO)14]2-阴离子片段,Co(II)与L3配体形成[Co(L3)2]2+阳离子碎片;对配合物7和9进行磁性剥离得到配合物8和10。磁性研究表明:配合物7和9都具有缓慢弛豫现象,具有明显的分子磁特征;配合物8和10的磁性研究证明了7、9配合物自旋转换现象的发生。
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