多核稀土配合物的设计、合成及磁性研究

摘要

单分子磁体凭借其磁性双稳态和慢磁弛豫行为，受到了科学家们的广泛关注。本学位论文紧紧围绕多核稀土配合物的合成以及磁性的研究，主要以DyⅢ离子为自旋载体，以邻香草醛和链状席夫碱为配体，设计合成了一系列结构新颖的多核稀土配合物，并对其进行了深入的结构和磁性的研究。具体研究内容分为以下三个方面：
　　1.以三角形Dy3为构筑基元，通过多重桥连的方式耦合成一例六核Dy6(1)合物。交流磁化率测试显示其在零场下表现出典型的单分子磁体行为。一例具有相同DyⅢ离子配位构型的配合物Dy6Na2(2)在零场下仅仅表现出慢磁弛豫行为。结合两例配合物的结构分析得出，规则的配位构型，更能突出分子的磁学行为。此外，计算表明，Dy6配合物的磁各向异性轴呈现出近似平行四边形的排列，这为探索六核平行四边形的稀土单分子磁环提供了可能。
　　2.以柔性链状双酰腙H2L1为配体，通过合理的设计，成功构筑了具有四股螺旋和双重三股螺旋的超分子结构Dy4L14(3)和Dy8L18(4)以及具有笼型拓扑结构的配合物Dy12L112(5)。分别对它们进行了结构和磁性分析，其中配合物3-4仅表现出慢磁弛豫行为，而配合物5在零场下表现出典型的单分子磁体行为。这种十核以上且兼具单分子磁体行为的纯稀土配合物极为罕见。
　　3.基于已报道文献，我们采用一例不对称的席夫碱配体H2L2，通过两边不同的配位口袋，分别容纳具有较大磁各向异性的DyⅢ离子和易发生自旋转换的FeⅡ离子，成功构筑了三例[2×2]Dy2Fe2超分子格子型化合物6-8。因为DyⅢ离子末端的阴离子不同（分别为NO3-，CH3O-，OH-，SCN-），三个化合物表现出不同弛豫行为，特别是Dy2Fe2-NO3，在零场下表现出慢磁弛豫行为，然而三例配合物均未表现出自旋转换行为。

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