铁系金属配合物的合成、结构与性质研究

摘要

分子基磁性材料较传统磁体有着密度小、透明度高、易于加工、溶解性好、可控性好等优点，并有望在航天、微波、量子磁存储、光磁与电磁、药磁载体、核磁成像、磁疗等材料和生命科学领域得到应用，已经成为化学、物理学以及材料科学等多个领域研究的热点之一。然而，设计、组装合成预期性质的化合物和实现化合物性质的合理调控，开发具有实际应用价值的分子基磁性材料仍是目前科学工作者面临的一大挑战。本论文主要探讨合成具有不同结构和性质的功能配合物，如多功能的自旋交叉化合物、以及多核单分子磁体等配合物，并对它们的结构与性质进行了研究和表征，主要内容如下:
　　首先，主要围绕分子基磁性材料中的自旋交叉、单分子磁体以及单链磁体三个领域展开，重点介绍了自旋交叉配合物的理论知识、现代测试技术以及自旋交叉化合物性质的物理和化学影响因素，并分析了其研究热点和研究动向，为研究者开阔了思路。此外，还简单介绍了单分子磁体以及单链磁体的基本概念，研究背景与进展。
　　其次，借鉴在合成金属有机框架(MOF)上取得的成功经验，选用多齿吡啶配体与中心离子键合，设计合成了两例具有无限延伸的M4L6笼的自旋交叉配合物，其结构新颖，是目前少有的自旋交叉三维结构。吸附测试表明，在273K温度下，化合物具有较高的CO2/N2、中等的CH4/N2气体选择分离比。而不同条件下的磁性测试则发现了迷人的自旋交叉现象，比如说弛豫现象，转变温度以及热滞宽度的改变等等。
　　最后，通过不同的反应条件，分别合成了两例具有单分子磁体特征的化合物，以[Fe4O4]立方烷为核心结构的Fe12罕见分子簇(1)和以μ3-O为中心的Mn3近似平面的结构(2)，重点表征了它们的结构和磁性，并对化合物1的合成条件进行了优化，微波辅助的方法明显提高了其合成效率。此外，我们选用双氰胺根作为桥联阴离子，在N2的保护下得到一例FeⅡ4配合物(3)，结构测试表明，它并不规则的四核结构，键长数据可以看出在此低温下FeⅡ依旧是高自旋状态，磁性测试的结果也说明了这一点。

目录

声明

摘要

本论文所用的有机配体及缩写

测试方法和仪器

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 自旋交叉

1．2．1 自旋交叉现象

1．2．2 自旋交叉研究进展

1．2．3 自旋交叉的类型

1．2．4 自旋交叉的物理影响因素

1．2．5 自旋交叉的化学影响因素

1．2．6 当前自旋交叉的研究热点及现代测试技术

1．3 单分子磁体和单链磁体

1．4 本论文的选题背景和研究内容

参考文献

第二章 自旋交叉配合物框架的设计合成、结构与性质

2．1 实验部分

2．1．1 试剂准备

2．1．2 设计合成

2．1．3 结构测试

2．1．4 溶剂交换

2．1．5 CO2超临界

2．2 结果讨论

2．2．1 晶体结构

2．2．2 吸附性质

2．2．3 磁性研究

2．3 本章小结

参考文献

第三章 多核铁、锰配合物的合成、结构与磁性

3．1 实验部分

3．1．1 试剂准备

3．1．2 合成方法

3．1．3 结构测试

3．2 结果讨论

3．2．1 配合物1，2，3的晶体结构

3．2．2 配合物1，2，3的磁性研究

3．3 本章小结

参考文献

第四章 总结与展望

在学期间发表的论文

致谢