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由于具有密度低、透光性好,不导电,可溶于普通溶剂,可塑性强,容易复合加工等诸多优点,分子磁体成为当今国际化学和物理学界十分热门的研究对象。本文综述了近年来分子磁学领域的研究进展和热点问题,随后报道了三个不同体系的配位聚合物晶体的合成和表征,并研究了他们的磁学性质。
利用溶剂热技术,合成了一种具有稳定孔道结构的配位聚合物品体Co3(HCOO)6-DMF,ZHF-1。在ZHF-1孔道中吸附的DMF溶剂分子可以通过真空干燥的方式除去,除去客体分子的化合物表示为ZHF-2。解析了ZHF-1的晶体结构。在2K~300K区间内,研究了ZHF-1样品的磁学性质,发现在低温下,样品有向铁磁性转变的趋势。
采用室温液—液界面扩散的方法,成功的合成了一种新的配位聚合物晶体Sm2(BQDC)3[(CH3)2NCOO]2·3DMF·H2O,ZHF-3。室温生长一个月,得到了足够尺寸的ZHF-3的单晶,并对其进行了X-Ray单晶结构衍射表征,表明ZHF-3具有二维的层状结构。用同样的方法,以Er替换Sm,合成了ZHF-4,粉末XRD表征证明ZHF-4和ZHF-3具有相同的结构。测试了ZHF-4的近红外发光,证明ZHF-4有Er3+的特征发射。对ZHF-4的磁学性质研究表明,随着温度的降低,ZHF-4发生了反铁磁偶合。
最后,采用低温溶剂热合成的方法,生长出了两个同构的配位聚合物晶体M4(CH3O)4(CH3OH)4(dca)4(M=Ni,ZHF-5; Co,ZHF-6)。它们以金属立方烷结构作为构建单元,通过二氰胺桥连配体形成三维网络结构,并拥有一个全空的超微孔道。详细研究了这两种化合物的磁学性质。低温条件下,ZHF-5呈现出特殊的蝴蝶形磁滞回线,表明样品中发生了快慢两种磁驰豫过程。利用海森堡自旋模型,对ZHF-5和ZHF-6的XrmT-T曲线进行了拟合。