3d-4f及4f多核配合物的设计合成、结构及磁性研究

发布时间：2017-10-21 05:17

  本文关键词：3d-4f及4f多核配合物的设计合成、结构及磁性研究

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【摘要】：近几十年,3d-4f,4f多核配合物因其特殊的磁学性质在单分子磁体及磁制冷材料等方面的应用获得了化学、物理、材料科学等领域研究者们的广泛关注。针对这一研究热点,本论文选用富含多羟基官能团的多齿配体,通过自组装反应设计、合成了20个多核配合物,解析了它们的单晶结构,通过红外光谱、元素分析、固体粉末衍射等测试手段进行表征,并对配合物的磁学性质进行了研究。包括:1.以2-羟基-3-甲氧基-水杨醛亚胺(H2L1)为配体,得到[Fe2Ln](Ln=Sm/Gd/Tb/Dy/)四个异金属三核簇合物。[Fe L2]-单元通过四齿螯合配体中的酚羟基氧与镧系金属结合,构筑出双刀螺旋桨式的分子结构。磁性分析表明:对于[Fe2Gd],Fe III与Ln III金属离子间存在弱的铁磁相互作用,Tb、Dy的衍生物未在2.0K以上的温度下表现出慢磁弛豫行为。此外,利用该配体我们还得到三个四核纯稀土簇合物[Ln4](Ln=Tb/Dy/Ho),它们的金属中心呈现蝴蝶构型。磁性研究表明[Dy4]和[Ho4]表现出缓慢的磁弛豫现象。2.以1,2-二(2-羟基-3-甲氧基苯亚甲基)肼(H2L2)为配体,得到三个异金属的四核簇合物[Zn2Ln2](Ln=Tb/Dy/Ho),中心的两个Ln3+和两个Zn2+通过配体中的酚羟基氧构筑不规则的平行四边形结构。磁性研究表明[Zn2Dy2]表现出类似单分子磁体的行为。3.首次使用单乙醇胺(Hmea)为配体得到四个新颖的十一核异金属簇合物[Cu9Ln2](Ln=Eu/Gd/Tb/Dy)。中心金属构筑出了[3×3][Cu9]网格结构和两个[Ln Cu4]四方金字塔结构。进一步的磁性研究表明[Cu9Gd2]表现出磁热效应,而[Cu9Tb2]和[Cu9Dy2]存在缓慢的磁化强度弛豫现象,可能为单分子磁体。4.通过三甲氧基水杨醛与甲氧基甲酰肼缩合得到新配体(HL3)与镧系硝酸盐反应得到一系列八核纯稀土离子的簇合物[Ln8](Ln=Gd/Tb/Dy/Ho)。八核结构由两个船式的四核结构通过羧酸根连起。磁性研究表明Gd金属离子间存在反铁磁相互作用。[Gd8]表现出较大的磁热效应,[Dy8]存在缓慢的磁化强度弛豫现象,可能为单分子磁体。5.以三甲氧基水杨醛与乙醇胺缩合得到的配体(hmmp H2)与镧系高氯酸盐反应得到三个十二核簇合物[Ln12](Ln=Gd/Tb/Dy)。十二个金属中心离子构筑成四个三角形叠加的层状构型。磁性研究表明[Gd12]表现出显著的磁热效应,[Dy12]存在缓慢的磁化强度弛豫现象。
【关键词】：多羟基配体 晶体结构 磁热效应 磁化强度弛豫
【学位授予单位】：淮北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 主要配体结构及缩写符号8-11
• 第一章 绪论11-31
• 1.1 引言11
• 1.2 单分子磁体的研究背景11-18
• 1.2.1 3d金属簇合物单分子磁体12-14
• 1.2.2 3d-4f金属簇合物单分子磁体14-15
• 1.2.3 4f金属簇合物单分子磁体15-18
• 1.3 磁制冷材料的研究背景18-21
• 1.4 本论文的选题依据及研究内容21-22
• 参考文献22-31
• 第二章 3d-4f异金属簇合物的构筑、结构及磁性研究31-64
• 2.1 引言31
• 2.2 [Fe_2Ln]簇合物的合成、晶体结构及磁性研究31-39
• 2.2.1 实验部分32-33
• 2.2.1.1 试剂的选用及配体的合成32
• 2.2.1.2 配合物 1-4 的合成32-33
• 2.2.2 晶体结构测定33-35
• 2.2.3 配合物的结构描述35-37
• 2.2.4 配合物的磁性研究37-39
• 2.3 平行四边形状{Zn_2Ln_2}中心结构四核配合物的合成、结构及磁性研究39-48
• 2.3.1 实验部分40
• 2.3.1.1 试剂的使用及配体H2L2的合成40
• 2.3.1.2 配合物 5-7 的合成40
• 2.3.2 晶体结构测定40-42
• 2.3.3 晶体结构的描述42-45
• 2.3.4 配合物的磁性研究45-48
• 2.4 [Cu_9Ln_2]纳米团簇的设计合成、结构及磁性研究48-59
• 2.4.1 实验部分48-50
• 2.4.1.1 试剂及配体的选用48
• 2.4.1.1 配合物 8-11 的合成48-50
• 2.4.2 晶体结构测定50
• 2.4.3 晶体结构描述50-54
• 2.4.4 [Cu_9Ln_2]簇合物的磁性研究54-59
• 2.5 本章小结59-60
• 参考文献60-64
• 第三章 4f纯稀土簇合物的构筑、结构及磁性研究64-98
• 3.1 引言64
• 3.2 平面蝴蝶状的[Ln_4]簇合物的设计、合成及磁性研究64-72
• 3.2.1 实验部分65-66
• 3.2.1.1 试剂的选用及配体的合成65
• 3.2.1.2 配合物 12-14 的合成65-66
• 3.2.2 晶体结构测定66
• 3.2.3 晶体结构描述66-69
• 3.2.4 磁性研究69-72
• 3.3 八核簇合物的设计合成及磁性研究72-82
• 3.3.1 实验部分73-74
• 3.3.1.1 试剂的选用及配体的合成73
• 3.3.1.2 簇合物 15-18 的合成73-74
• 3.3.2 晶体结构测定74-75
• 3.3.3 晶体结构描述75-79
• 3.3.4 磁性描述79-82
• 3.4 层状十二核稀土簇合物的合成及磁性研究82-92
• 3.4.1 实验部分83-84
• 3.4.1.1 实验试剂的使用及配体的合成83
• 3.4.1.2 簇合物的合成83-84
• 3.4.2 晶体结构测定84-85
• 3.4.3 晶体结构描述85-87
• 3.4.4 簇合物19和 20 的磁性表征87-92
• 3.5 本章小结92
• 参考文献92-98
• 研究生期间发表论文98-99
• 致谢99

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本文编号：1071496