基于三氰、八氰基构筑单元的多核金属簇的构筑与磁性研究

摘要

顺磁性异金属多核自旋耦合簇在高密度信息存储、量子计算机和磁性开关等领域具有潜在的应用前景，因此，设计和构筑具有大的基态自旋值的多核金属簇是近年来化学、物理以及材料等领域研究的热点课题之一。近年来，在多核金属簇分子基磁体的设计与合成方面已经取得了很大的进展，但是仍然存在以下问题：(1)多核金属簇的结构与磁性的关系并不是很明确；(2)在组装过程中，直接控制多核金属簇的结构与宏观磁性质依然是一个巨大的挑战。本论文通过改变构筑单元的几何构型，实现了簇状分子基磁体的定向合成：选用不同的辅助配体，调节自旋载体周围的配位环境，控制多核金属簇的分子结构；引入不同的过渡金属离子，实现了对多核簇分子基磁体的磁性调控。主要研究成果如下：
　　（1）用三齿鳌合配体占据过渡金属离子CuII、CoII和NiII的三个配位点，再与三种三氰基构筑单元[FeIII(Tp*)(CN)3]?、[FeIII(Tp)(CN)3]?和[FeIII(pzTp)(CN)3]?配位自组装，利用不同构筑单元的空间限域性，设计合成了两例三核FeIII2CuII(1)和FeIII2CoII(2)金属簇以及两例四核FeIII2CoII2(3)和FeIII2NiII2(4)金属簇。磁性分析表明，化合物1、2和4表现出铁磁性耦合作用，而在化合物3中反铁磁性耦合作用占主导。
　　（2）选择八氰基化合物[W(CN)8]3?和[Mo(CN)8]3?作为构筑单元，与二价金属离子FeII、CoII和NiII自组装得到三例化合物。利用不同类型的辅助配体实现了对化合物结构的调控，其中化合物5为四核MoV2FeIII2金属簇，化合物6具有二维层状结构，化合物7是一个高对称的十五核WV6NiII9金属簇。磁性分析表明，化合物5和6具有反铁磁性耦合作用，而化合物7中铁磁性耦合作用占主导。

目录

声明

1 绪论

1.1 三氰基多核金属簇分子基磁体

1.2 八氰基多核金属簇分子基磁体

1.3 本论文研究内容

2 基于三氰基构筑单元的多核金属簇分子基磁体的构筑与磁性研究

2.1 概述

2.2 实验部分

2.2.1 实验试剂与测试仪器

2.2.2 配体和构筑单元的合成

2.2.3 基于三氰基构筑单元的多核簇分子基磁体的构筑

2.3 结果与讨论

2.3.1 基于三氰基构筑单元的三核簇分子基磁体的结构和磁性表征

2.3.2 基于三氰基构筑单元的四核簇分子基磁体的结构和磁性表征

2.4 本章小结

3 基于八氰基构筑单元的多核簇分子基磁体的构筑与磁性研究

3.1 概述

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂与测试仪器

3.2.2 配体和构筑单元的合成、

3.2.3 基于八氰基构筑单元的多核簇分子基磁体的构筑

3.3 基于八氰基构筑单元的多核簇分子基磁体的结构表征和磁性研究

3.4 本章小结

结论

参考文献

附录A 配合物的键长键角数据

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢