新型叠氮基磁性配位聚合物的构筑与性质研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:dimaie
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构筑结构独特、性能优良的新型分子基磁体,并探索其结构与性质的关系,已成为配位化学领域中研究的热点之一。然而,在分子基磁体构筑中,如何选择合适的桥联配体将自旋载体定向地排列并使之拥有所期望的磁学性能是一项具有挑战性的任务。叠氮以其配位模式多样并能有效传递磁耦合等特点成为合成分子基磁体的重要配体之一。在过去数十年中,上千种具有新颖结构和特殊磁性的金属叠氮配合物被合成报道。这些配合物的磁学性能依赖于自旋载体的种类和配位环境,而配合物的结构主要取决于共配体的选择以及合成条件的不同。为了探索分子基磁体的定向构筑和可控组装,同时有效调控其结构与性能,本论文以叠氮为桥连配体,以吡啶基/吡嗪基羧酸、二(1H-咪唑-1-基)甲烷与芳香类羧酸为共配体,采取溶剂热合成方法,构筑了32个金属叠氮配合物,详细研究了其合成和结构,探讨了不同共配体、不同叠氮反应配比和具有不同阴离子的金属盐对配合物结构的影响,并研究了部分具有代表性配合物的磁学性能,丰富了自组装和金属叠氮分子基磁体的研究。具体内容如下:一、吡啶基/吡嗪基羧酸为共配体的金属叠氮配合物1.在甲醇溶剂中采用溶剂热方法以吡啶基/吡嗪基羧酸为共配体合成了8个叠氮锰配合物。由于叠氮金属盐使用了较大的反应配比,使得叠氮占据了金属离子的大部分配位点,最终得到的配合物均为二维或三维结构。对部分配合物的磁性研究表明,叠氮锰配合物中,叠氮传递的磁性耦合多数是反铁磁耦合,但是由于共配体的参与增加了结构的多样性,也使得整体的磁性行为变得丰富。2.将具有较强单离子各向异性的CoII离子和叠氮阴离子组合,采用溶剂热方法在不同溶剂条件下以吡啶基/吡嗪基羧酸为共配体合成了9个叠氮钴配合物。9个配合物多数是以[Co2]、[Co3]或[Co4]为结构基元构筑的三维结构。对部分配合物的磁性研究表明,在叠氮钴配合物中,结构基元内由叠氮阴离子连接的CoII离子之间存在铁磁耦合,而结构基元之间由于共配体的连接而传递反铁磁作用,同时CoII离子的强各向异性在配合物磁性测试中得以体现。二、二(1H-咪唑-1-基)甲烷为共配体的金属叠氮配合物1.以二(1H-咪唑-1-基)甲烷为共配体在甲醇溶剂中利用溶剂热方法合成了8个金属叠氮配合物,通过金属盐阴离子和叠氮反应配比调控进行配合物结构的调控。2.利用“配位官能团”拆分的策略在甲醇溶剂中采用溶剂热方法合成了7个以二(1H-咪唑-1-基)甲烷与芳香类羧酸为混合共配体的金属叠氮配合物。7个配合物均是以[M2],[M3]或[M4]为结构基元构筑的三维结构。对部分配合物的磁性研究表明,在叠氮钴配合物中,结构基元内由叠氮阴离子连接的CoII离子之间存在铁磁耦合,而结构基元之间由于共配体的连接而传递反铁磁作用。总之,本论文的工作丰富了金属叠氮配合物的研究,所得结果对该类配合物的定向合成控制和磁性研究具有重要的参考价值。
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