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自二十世纪八十年代以来,分子基磁性材料一直是化学(尤其是配位化学)、物理和材料科学等领域研究的热点,其中引入注目的包括单分子磁体和近年来新兴的磁致冷材料的研究。而3d-4f多核配合物在这两个领域的研究是比较晚开展的,本论文在这方面做了系统的研究工作,并取得以下结果。
1、使用三种含有氨基/羟基的柔性多齿配体和两种刚性的希夫碱配体,分别与Mn/Fe/Co/Ni/Cu-Ln金属离子反应,成功地合成了29个3d-4f多核配合物,以及3个四核铜配合物。对所有配合物进行了单晶结构分析,表明使用柔性多齿配体有利于形成高核的3d-4f多核配合物。
2、对31个配合物行了磁学表征,探索了磁构关系。其中12个配合物具有慢磁驰豫现象,有可能是新的3d-4f单分子磁体。有6个引起慢磁驰豫现象的磁各向异性来源于DyⅢ离子;说明DyⅢ离子的引入可有效提高配合物的磁各向异性,同时发现使用不对称配体也可以提高配合物的磁各向异性。
3、配合物6(Mn5Gd5)在外场变70 kG和5 K下其-△Sm值为14.7 J Kg-1K-1,这个-△Sm值在已报道的化合物中属于比较高的,有望成为新的分子基磁致冷材料。
4、探索了手性希夫碱配体与Cu-Ln混合金属的反应,发现该配体倾向于形成稳定的四核铜配合物,而稀土离子难以进入其结构。