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自上个世纪九十年代第一个单分子磁体被发现后,随着对其研究工作的不断深入,人们发现单分子磁体在高、精、尖等新技术领域有很开阔的发展前景,单分子磁体的研究也因此成为一个备受关注的热点研究。其中,将镧系金属离子引入过渡金属离子中合成3d-4f异金属簇合物可以较大限度的提高簇合物的阻塞温度,3d-4f异金属簇合物的合成是近几年的主流研究方向。考虑到三价锰离子同时具有较多的单电子和明显的负各向异性,将研究的重心放在了锰镧二元体系异金属簇合物的合成上。 本论文的工作主要是以2-羟甲基吡啶为主配体,通过变换含有不同R基的羧酸为第二配体,与锰盐稀土盐反应,采用不同的晶体生长方法得到了几种结构性质各异的锰镧异金属簇合物,并对其进行了单晶结构测定解析、元素分析、粉末衍射和红外表征、综合热分析和磁性测试。主要的工作内容如下: 1.使用溶剂热法以2-羟甲基吡啶为配体合成了一系列四核二聚簇合物[MnⅡ2LnⅢ2]2(Ln=Gd(1),Tb(2),Dy(3)),其核心结构为蝴蝶状。磁性分析显示三个簇合物之间金属相互作用主要表现为反铁磁相互作用,对簇合物1的磁制冷效应进行了测定分析,簇合物2和3表现出虚部交流磁化率的频率依赖性,说明他们可能是单分子磁体。 2.以2-羟甲基吡啶为主配体,苯甲酸为第二配体反应合成一系列十二核簇合物[MnⅢ8LnⅢ4](Ln=La(1),Pr(2),Nd(3),Gd(4),Dy(5))。这是在以2-羟甲基吡啶为配体的Mn/Ln簇合物中核数最高的。该系列簇合物的核心结构为纺锤状,代表了一种新型的拓扑结构。磁性研究表明除了簇合物5外,其他四种簇合物均表现为铁磁相互作用。对簇合物4的磁制冷效应进行分析得到其熵变的最大值为13.94J Kg-1K-1。簇合物1和簇合物5表现出虚部频率依赖性,有效能垒分别为6.88K和7.44K,说明它们可能是单分子磁体。为了探究使用不同方法引入苯甲酸配体对所得簇合物结构和性质的影响,选用苯甲酸锰为锰源,以此引入苯甲酸,和2-羟甲基吡啶、稀土盐反应得到了两种结构性质不同的簇合物[MnⅢ4LaⅢ2](6)和[MnⅢ2GdⅢ2](7)。对这两种簇合物的磁性测试显示,簇合物6不是单分子磁体,簇合物7表现出一定的虚部频率依赖性,可能是单分子磁体。 3.通过变换不同大小位阻R基的羧酸:选取含有相对位阻比苯基小的丙基的丙酸和含有相对位阻比苯基大的叔丁基的叔丁酸为第二配体,以2-羟甲基吡啶为主配体和锰盐、稀土盐反应合成了两系列的[MnⅢ4LnⅢ2]簇合物。两系列簇合物虽然核数相同,但是结构不同,代表了两种新型的拓扑结构。磁性测试分析显示他们均表现为明显的反铁磁相互作用,且都不是单分子磁体。研究发现对于2-羟甲基吡啶的Mn/Ln体系,含有柔性R基的羧酸类第二配体合成的簇合物更倾向于成为单分子磁体。