金属钴配位聚合物基分子磁性材料的制备与性能研究

摘要

分子磁性材料是近几十年发展起来的新型材料，作为高度有序的分子体系，它具有结构多样性，易于用化学方法对分子进行修饰和剪裁而改变其磁性；磁性能的多样性；可以将磁性和其他如机械、光、电等特性相结合；可以用常温或低温的方法进行合成；易于加工成形，可以制成许多传统磁体难以实现的器件；低密度等特点，正是这些特点使它成了科学家们研究的焦点。分子磁性材料包括纯有机磁性分子、无机—有机杂化磁性材料、无机磁性化合物、单分子磁体、自旋交叉配合物等。 其中顺磁离子的金属-有机杂化结构引起很大关注，原因在于它们可以得到在分子磁性和材料化学领域里有潜在应用的新型网络结构。构建这种结构常用的方法是使用桥联配体来形成外延网，同时传递磁相互作用。根据分子设计和功能需要，配体可以是不同的两个或多个。由于有机配体的种类繁多，这类金属有机配合物磁性材料具有广泛的发展前景。迄今为止，已经报道了许多含有过渡金属CuⅡ，NiⅡ，MnⅡ桥联型配和物磁性材料，但含有CoⅡ的配合物相对少些，而且其分子内相互作用多数为反铁磁性。 本论文使用水热方法尝试合成配和物磁性材料。我们的兴趣是对含有强的各项异性钴的一维配位聚合物的设计和通过第二配体的晶体设计调节磁性质。在实验中我们使用吡啶-2，6-二羧酸离子pdc2-作为第一配体、2，4'-联吡啶(2，4'-bpy)和5-苯基-2，4'-联吡啶(5-ph-2，4'-bpy)分别作为第二配体构造一维配位聚合物，得到了两种金属钴配位聚合物[Co(pdc)(2，4'-bpy)2·H2O]n(1)和[Co(pdc)(5-ph-2，4'-bpy)2·H2O]n(2)。通过X-射线衍射测量对配合物的结构进行确认，并对所得化合物的磁性进行了研究。在1中可以观察到反铁磁耦合，由于聚合钴链的扭曲结构，配位聚合物2具有铁磁耦合。苯取代基的空间位阻导致了相邻聚合链的扭曲结构。因此，第二配体的位阻效应对调节磁性转变起了决定作用。据我们所知，这是取代基调节磁性转变的第一个例子。本工作将为新的有潜在应用的配位聚合物材料的设计和开发提供一个有前途的方法。 此外，我们还尝试了有机仿粘土材料的水热合成。

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

第二章吡啶-2，6-二羧酸桥联的钴—维配位聚合物磁性材料的制备与性质研究

第三章水热合成法制备有机仿粘土材料

论文期间已(待)发表的论文

致谢