基于芳香羧酸類配體的4f-3D-4f配合物的構(gòu)筑及性能研究.pdf

1、4f和3d-4f異金屬功能配合物因在高密度信息儲(chǔ)存、量子計(jì)算機(jī)、自旋電子器件、低溫磁制冷以及熒光傳感等方面展現(xiàn)出潛在和誘人的應(yīng)用前景，而受到科學(xué)家們廣泛的關(guān)注成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文在水熱或溶劑熱條件下，選用芳香羧酸或氮雜環(huán)類配體合成了多個(gè)系列的稀土金屬或過渡-稀土混金屬功能配合物，并對(duì)其結(jié)構(gòu)、磁性以及熒光進(jìn)行了研究。本論文主要包括以下內(nèi)容:
　　第一章前言部分主要是對(duì)本文工作的研究背景、研究現(xiàn)狀以及本文的選題思路、研究意義和取得

2、的成果進(jìn)行了簡要的概述。
　　第二章介紹了兩個(gè)系列的8個(gè)4f金屬光-磁雙功能配合物。第一個(gè)系列(1-3)主要采用混合配體的構(gòu)筑策略，選用剛性混合羧酸（1-萘甲酸和2-吡嗪酸）作為功能性配體，在溶劑熱條件下，合成了三例基于鏑、鐿、釓的配合物。結(jié)構(gòu)分析表明三個(gè)配合物是同構(gòu)的，其基本構(gòu)筑單元是由立方烷型的四核簇{Ln4(μ3-OH)4}8+通過兩對(duì)對(duì)稱的2-吡嗪酸交替連接，形成的線性一維鏈結(jié)構(gòu)。磁性和熒光分析表明，基于鏑和鐿的配合物同時(shí)

3、具有場(chǎng)誘導(dǎo)的單分子磁體行為和熒光性能，基于釓的配合物在低溫區(qū)具有明顯的磁熱效應(yīng)。第二個(gè)系列是基于4-羥基吡啶-2，6-二羧酸為配體的稀土金屬配合物4-8(Ln=DyⅢ、TbⅢ、YbⅢ、EuⅢ、GdⅢ)。結(jié)構(gòu)分析表明，基于鏑、鋱、釓的三個(gè)配合物是同構(gòu)的，具有線性一維鏈結(jié)構(gòu)。而基于鐿和銪的兩個(gè)配合物是同構(gòu)的，具有格子狀的二維層結(jié)構(gòu)。磁性分析表明鏑的配合物零場(chǎng)下具有單分子磁體行為，鋱的配合物具有場(chǎng)誘導(dǎo)的雙步弛豫，而鐿的配合物在最佳直流場(chǎng)下的能

4、壘為△E/kB=35.9 K，是目前所有基于鐿的配合物中能壘最高的。各向同性的釓配合物在低溫區(qū)具有明顯的磁熱效應(yīng)。熒光光譜分析表明，4-羥基吡啶-2，6-二羧酸可以作為“天線配體”有效的敏化鏑、鋱、銪離子發(fā)出強(qiáng)的特征熒光，并且鋱、銪的配合物在手持紫外燈下裸眼就能觀察到比較強(qiáng)的綠色和紅色熒光。
　　第三章主要是選用間甲基苯甲酸和1，10-鄰菲羅啉作為混合配體，稀土金屬鏑離子作為4f金屬中心，通過改變不同的過渡金屬離子(M=NiⅡ、F

5、eⅡ、CuⅡ、ZnⅡ)，在溶劑熱條件下合成了四例同構(gòu)的{DyⅢMⅡ}異雙核配合物9-12。{DyⅢZnⅡ}雙核配合物的制備主要是為了輔助磁性分析，扣除具有各向異性鏑離子的影響。通過半定量分析法估測(cè)不同異金屬間的磁相互作用。結(jié)果表明{DyⅢNiⅡ}配合物中異金屬間存在從高溫區(qū)的反鐵磁到低溫區(qū)的鐵磁轉(zhuǎn)變行為;{DyⅢFeⅡ}異金屬間存在強(qiáng)的反鐵磁耦合;{DyⅢCuⅡ}配合物呈現(xiàn)強(qiáng)的鐵磁相互作用。交流磁化率測(cè)試表明具有不同程度反鐵磁相互作用的

6、{DyⅢNiⅡ}和{DyⅢFeⅡ}具有場(chǎng)誘導(dǎo)的單分子磁體行為，而具有鐵磁相互作用的{DyⅢCuⅡ}則不具有單分子磁體行為。
　　第四章主要選用稀土金屬DyⅢ和過渡金屬NiⅡ離子作為異金屬中心，間位具有不同取代基團(tuán)的苯甲酸（R=-H、-CH3、-NO2）和2，2'-聯(lián)吡啶作為混合配體，在水熱條件下，合成了三例同構(gòu)的線性{Dy2ⅢNi2Ⅱ}四核配合物13-15。結(jié)構(gòu)分析表明，具有不同電子基效應(yīng)的取代基團(tuán)對(duì)配合物的結(jié)構(gòu)影響比較小，卻使金