基于8-羟基喹啉衍生物及β-二酮的光磁功能配合物的研究

摘要

稀土元素因其特殊的电子结构而被人们广泛关注，稀土荧光材料和磁性材料成为人们的研究热点。所以如何设计并合成具有良好发光性能和磁性质的稀土金属配合物成为化学领域的重要研究课题。
　　在构筑稀土配合物的过程中，配体的选择是重要的因素。β-二酮类配体及8-羟基喹啉衍生物类配体都是非常好的构筑功能性配合物的配体，人们对于基于8-羟基喹啉类配体配合物的磁性研究还不够深入，因此设计新颖的8-羟基喹啉衍生物配体，并研究由其构筑的稀土配合物的磁性成为一个十分有意义的课题。
　　本论文以8-羟基喹啉衍生物为配体，设计合成了14种未见文献报道的稀土配合物，[Pr2(hfac)4(L1)2](1)、[Gd2(hfac)4(L1)2](2)、[Tb2(hfac)4(L1)2](3)、[Dy2(hfac)4(L1)2](4)、[Ho2(hfac)4(L1)2](5)、[Er2(hfac)4(L1)2](6)、[Lu2(hfac)4(L1)2](7)、[Tb2(tfa)4(L1)2](8)、[Dy2(tfa)4(L1)2](9)、[Tb2(dbm)4(L1)2]β(CH2Cl2)β(CH3CN)(10)、[Dy2(dbm)4(L1)2]2β2(CH3CN)β0.5(H2O)(11)、[Tb2(dbm)4(L2’)2](12)、[Dy2(dbm)4(L2’)2](13)、[Ho2(dbm)4(L2’)2](14)(hfac=六氟乙酰丙酮，tfa=三氟乙酰丙酮，dbm=二苯甲酰甲烷，HL1=2-甲酰基-8-羟基喹啉缩对溴苯胺席夫碱， L2’=4-羟基-4-(2-甲基-8-羟基喹啉)-丁烷-2-酮)，解析了这些配合物的晶体结构，并对其进行了红外光谱、紫外光谱、X-射线粉末衍射的表征，并研究了这些配合物的热稳定性、荧光性质及磁性。
　　配合物1-7是同构的双核配合物。配合物3发射Tb(Ⅲ)离子的特征荧光峰，磁性测试结果表明配合物2的最大磁熵变值为15.00J kg-1K-1。配合物4的交流磁化率曲线表现出频率依赖性和温度依赖性，通过拟合得到其有效能垒为4.25K，指前因子τ0≈6.55×10-6s，表现出单分子磁体行为。配合物8-9也是同构的双核配合物。磁性测试结果表明配合物9的交流磁化率曲线表现出频率依赖性和温度依赖性，通过拟合得到其有效能垒为9.61K，指前因子τ0≈4.76×10-6s，表现出单分子磁体行为。配合物10-11则是不同构的双核配合物。磁性测试结果表明配合物11的交流磁化率曲线表现出频率依赖性和温度依赖性，通过拟合得到其有效能垒为31K，指前因子τ0≈4.20×10-6s，表现出单分子磁体行为。配合物12-14是同构的双核配合物。磁性测试结果表明配合物13的交流磁化率曲线表现出频率和温度依赖性，通过拟合得到其有效能垒为30.9K，指前因子τ0≈1.95×10-6s，表现出单分子磁体行为。

目录

声明

第一章 前言

1.1 稀土功能材料概述

1.2 稀土β-二酮配合物的概述

1.2.1单β-二酮的种类及结构

1.2.2稀土β-二酮配合物的荧光性质和磁性质

1.3 基于8-羟基喹啉衍生物配体的配合物的研究进展

1.3.1 基于8-羟基喹啉衍生物配体的配合物的荧光性质研究概述

1.3.2 基于8-羟基喹啉衍生物配体的配合物的磁性质研究概述

1.4 选题依据及主要研究成果

第二章 2-甲基-8-羟基喹啉衍生物的合成及稀土β-二酮盐的制备

2.1 2-甲基-8-羟基喹啉衍生物的合成

2.1.1 2-甲酰基-8-羟基喹啉的合成

2.1.2 2-甲酰基-8-羟基喹啉缩对溴苯胺席夫碱的合成

2.1.3 2-甲酰基-8-乙酰氧基喹啉缩对甲氧基苯胺席夫碱的合成

2.2 稀土β-二酮盐的合成

2.2.1 稀土六氟乙酰丙酮盐的合成

2.2.2稀土三氟乙酰丙酮盐的合成

2.2.3稀土二苯甲酰甲烷盐的合成

第三章 以2-甲酰基-8-羟基喹啉缩对溴苯胺席夫碱为配体构筑稀土金属配合物的研究

3.1配合物1–7的合成、结构、表征及光磁性质研究

3.1.1配合物[Ln2(hfac)4(L1)2](Ln = Pr (1), Gd (2), Tb (3), Dy (4), Ho (5),Er (6), Lu (7))的合成

3.1.2 配合物1–7的晶体结构

3.1.3配合物1–7的PXRD分析

3.1.4配合物1–7热重分析

3.1.5配合物1–7紫外-可见吸收光谱分析

3.1.6配合物1–7荧光光谱分析

3.1.7配合物2–6磁性分析

3.2 配合物8–9的合成、结构及性质

3.2.1配合物[Ln2(tfa)4(L1)2](Ln = Tb (8), Dy (9))的合成

3.2.2 配合物8–9的晶体结构

3.2.3配合物8–9的PXRD分析

3.2.4配合物8–9热重分析

3.2.5配合物8–9紫外-可见光谱分析

3.2.6配合物8–9的磁性分析

3.3 配合物10–11的合成、结构及性质

3.3.2 配合物10–11的晶体结构

3.3.3配合物10–11的PXRD分析

3.3.4配合物10–11热重分析

3.3.5配合物10–11的磁性分析

3.4 以L1为配体，不同β-二酮盐构筑的Dy-SMMs的磁构关系讨论

3.5 本章小结

第四章 以2-甲酰基-8-乙酰氧基喹啉缩对甲氧基苯胺席夫碱构筑稀土金属配合物的研究

4.1 配合物12–14的合成、结构及性质

4.1.1配合物[[Ln2(dbm)4(L2’)2]](Ln = Tb (12), Dy (13), Ho (14))的合成

4.1.2 配合物12–14的晶体结构

4.1.3配合物12–14的PXRD分析

4.1.4配合物12–14热重分析

4.1.5配合物12–14紫外可见光谱分析

4.1.6配合物12–13荧光光谱分析

4.1.7配合物12–14的磁性分析

4.2 本章小结

第五章 结论

参考文献

附录：仪器和测试方法

发表论文和参加科研情况说明

发表论文：

参与的科研项目：

致谢