新型低维多功能分子磁性材料分子设计、合成及磁性研究

发布时间：2017-07-17 22:21

  本文关键词：新型低维多功能分子磁性材料分子设计、合成及磁性研究

  更多相关文章： 水热合成 Dy(Ⅲ)分子磁体 Co(II)自旋转换配合物 磁化率

【摘要】：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。
【关键词】：水热合成 Dy(Ⅲ)分子磁体 Co(II)自旋转换配合物 磁化率
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 分子基磁性材料简介9
• 1.2 分子磁性材料目前研究体系9-22
• 1.2.1 有机自由基分子磁体10
• 1.2.2 金属有机自由基分子磁体10
• 1.2.3 单分子磁体10-17
• 1.2.4 单链磁体17-18
• 1.2.5 自旋转换配合物18-22
• 1.3 分子基磁性材料的几种合成方法22
• 1.3.1 扩散法22
• 1.3.2 水（溶剂）热法22
• 1.3.3 溶液挥发法22
• 1.4 本课题研究意义及内容22-25
• 1.4.1 研究意义22-23
• 1.4.2 研究内容23-25
• 第二章 由 4'-(4-氟苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶、一元羧酸配体构建的配合物的合成、结构及磁性研究25-47
• 2.1 实验仪器、试剂和单晶结构表征方法25-26
• 2.2 配体 4'-(4-氟苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶的合成方法26-27
• 2.3 由 4'-(4-氟苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶、苯甲酸配体构建的配合物（1 和 2）的合成、结构及磁性研究27-36
• 2.3.1 配合物1和 2 的合成方法27
• 2.3.2 配合物1和 2 的晶体结构27-33
• 2.3.3 配合物1和 2 的磁性分析33-36
• 2.4 由 4'-(4-氟苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶、间硝基苯甲酸配体构建的配合物（3和 4）的合成、结构及磁性研究36-45
• 2.4.1 配合物3和 4 的合成方法36-37
• 2.4.2 配合物3和 4 的晶体结构37-42
• 2.4.3 配合物3和 4 的磁性分析42-45
• 2.5 结论45-47
• 第三章 由 2,2′:6′,2″-三联吡啶、对硝基苯甲酸配体构建的配合物的合成、结构及磁性研究47-59
• 3.1 实验仪器、试剂和单晶结构表征方法47-48
• 3.2 由 2,2':6',2''-三联吡啶、对硝基苯甲酸配体构建的配合物（5 和 6）的合成、结构及磁性研究48-58
• 3.2.1 配合物5和 6 的合成方法48
• 3.2.2 配合物5和 6 的晶体结构48-55
• 3.2.3 配合物5和 6 的磁性分析55-58
• 3.3 结论58-59
• 第四章 由 4'-(4-甲苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶、一元羧酸配体构建的配合物的合成、结构及磁性研究59-81
• 4.1 实验仪器、试剂和单晶结构表征方法59-60
• 4.2 配体 4'-(4-甲苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶的合成方法60-61
• 4.3 由 4'-(4-甲苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶、苯甲酸配体构建的配合物（7 和 8）的合成、结构及磁性研究61-70
• 4.3.1 配合物7和 8 的合成方法61
• 4.3.2 配合物7和 8 的晶体结构61-67
• 4.3.3 配合物7和 8 的磁性研究67-70
• 4.4 由 4'-(4-甲苯基)-2,2':6',2''-三联吡啶、间硝基苯甲酸配体构建的配合物（9和 10）的合成、结构及磁性研究70-79
• 4.4.1 配合物9和 10 的合成方法70-71
• 4.4.2 配合物9和 10 的晶体结构71-76
• 4.4.3 配合物9和 10 的磁性分析76-79
• 4.5 结论79-81
• 第五章 结论与展望81-83
• 5.1 结论81-82
• 5.2 展望82-83
• 参考文献83-91
• 致谢91-92
• 附录A92-93
• 附录B93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 艾浩;漆婷婷;包俊;章彩伟;温和瑞;;稀土Dy单分子磁体的研究进展[J];有色金属科学与工程;2013年06期

2 宋宇;;MOFs材料的结构与合成概述[J];化工管理;2013年10期

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4 魏明真;;溶剂热法合成纳米材料的研究进展[J];四川化工;2007年03期

5 魏文英,方键,孔海宁,韩金玉,常贺英;金属有机骨架材料的合成及应用[J];化学进展;2005年06期

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1 李迎州;自由基—金属配位聚合物的合成、结构及性能研究[D];中国科学技术大学;2011年

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本文编号：554897