单分子磁体因其在信息存储、分子自旋电子学和量子计算等方面的潜在应用价值而成为分子基磁性材料的研究热点之一。在体系中引入单电子数多、具有强旋轨耦合作用的稀土离子成为制备具有优异性能的单分子磁体的重要途径。目前，该领域的大部分工作致力于通过调控稀土离子的磁各向异性以及稀土离子间的磁相互作用，有效降低量子隧穿效应，提高阻塞温度。同时，基于稀土单分子磁体的多功能材料的构筑是目前极有发展潜力的一个研究方向。选用具有不同结构特点的β-二酮配体（六氟乙酰丙酮）、有机膦酸配体（2-吡啶膦酸、2-喹啉膦酸）等与稀土离子进行组装得到了零维、一维链状、二维层状稀土配合物，并重点研究了它们的磁性质和光学性质。研究成果如下:　　一、碱金属阳离子对Ln(hfac)4-配位构型及磁动力学的调控　　合成了四个含有Ln(hfac)4-构筑单元的一维链状稀土配合物，分别是[Cs{Dy(hfac)4}](1),[Cs{Er(hfac)4}](2),[K{Dy(hfac)4}](3),[K{Er(hfac)4}](4)，其中化合物1和2结晶在Pbcn空间群，化合物3和4结晶在P(1)空间群。它们均包含由Ln(hfac)4-和碱金属阳离子交替排列形成的一维链，然而不同的碱金属阳离子显著影响着{LnO8}的几何构型。在包含有Cs+的化合物1和2中，{LnO8}采取了具有近似D2d对称性的畸变十二面体配位构型，而在含有K+的化合物3和4中，{LnO8}则具有近似D4d对称性的畸变反四棱柱配位构型。化合物3和4表现出场诱导的慢弛豫行为，能垒分别为24.0和20.2 K。化合物1和2却没有显示出该性质。实验结果说明通过使用不同的碱金属阳离子，可以调控(cation)[Ln(β-diketone)4]这类化合物中稀土离子的配体场以及磁动力学性质。　　二、二维层状稀土2-喹啉膦酸配合物的组装和性质研究　　在SO42-的存在条件下，2-喹啉膦酸与稀土盐水热反应得到六个稀土有机膦酸化合物Ln(C9H6NHPO3)(SO4)(H2O)2[Ln=Ce(5) Tb(6)，Dy(7)，Ho(8)，Er(9)，Yb(10)]，这几个化合物中5属于一种结构，8、9和10是同构的，6和7都包含两种同分异构体，分别为6-α、6-β和7-α、7-β，6-α和7-α是同构的，6-β和7-β是同构的。这些化合物都具有相似的二维层状结构，由SO42-上的氧原子作为μ3-O桥连接两个Ln原子形成双核单元{LnO2Ln}，双核单元之间由O-P-O进一步桥连形成二维平面结构。它们结构上的区别主要有以下两个方面:(1)层内双核单元之间连接所组成的多元环不同。化合物5中，μ3-O桥连的双核单元{Ln2O2}之间由O-P-O进一步桥连形成含有4-，8-，10-元环的二维平面结构，其中10元环中含有三个Ln原子，而化合物6-10中，μ3-O桥连的双核单元{Ln2O2}之间由O-P-O桥连形成含有4-，8-，12-元环的二维平面结构，其中12元环中含有四个Ln原子;(2)层内双核单元的排列方式不同。化合物5、6-α和7-α中层内的双核单元采用ABAB交替排列方式，而6-β、7-β和8-10则以AAAA的方式重复排列。对于同分异构体6-α和6-β、7-α和7-β，它们层内双核单元之间不同的排列方式导致了一些结构参数如O-P-O桥连的Dy-O…O-Dy扭转角和配位水上的氧原子与金属离子形成的O-Dy-O键角都发生了变化。这些结构参数的变化也反映在氢键网络上，O1W水分子中氢原子的位置及其参与氢键作用的方式都有明显的变化。磁性研究表明:化合物5，7，9，10在低温下显示出明显的场诱导的慢弛豫行为，它们的能垒分别为4.1 K(τ0=9.1×10-5 s)、36.8 K(τ0=2.6×10-7 s)和17.1 K(τ0=1.1×10-3 s)、17.8 K(τ0=1.9×10-6 s)、11.2 K(τ0=8.6×10-6 s)。化合物6在2 kOe的外加磁场下出现较弱的频率依赖信号。化合物7表现出双弛豫行为，这可能与产物中存在两种同分异构体以及镝离子之间弱相互作用导致的聚集效应有关。　　化合物5-7在可见光区域的荧光光谱表明:5在485和530 nm处的发射峰可能对应于Ce3+的5d-4f跃迁;6在489和545 nm处表现出分别对应于5D4→7F6和5D4→7F5跃迁的发射峰，以545 nm处的绿色光成分为主。7在486和572 nm处出现了对应于4F9/2→6F15/2和4F9/2→6F15/2的特征Dy3+发射峰。　　三、Ln-Ir异核双功能配合物的组装及性质研究　　1.基于两种不同的环金属配体苯基吡啶(ppy)、2-（2，4-二氟苯基）吡啶（dfppy）和四种有机膦酸配体2-吡啶膦酸（L1:2-C5H4NPO3H2）、2-吡啶氮氧化膦酸(L2:2-C5H4NOPO3H2)、2-喹啉膦酸（L3:2-C9H6NPO3H2）、2-喹啉氮氧化膦酸(L4:2-C9H6NOPO3H2)，我们合成了八个铱单核配合物[Ir(ppy)2(L)](L=L1-L4)(11-14)和[Ir(dfppy)2(L)](L=L1-L4)(15-18)，并表征了[Ir(ppy)2bppH]·C4H10O2(11)和[Ir(dfppy)2bppH]·(15)的单晶结构。通过在环金属配体上引入-F作为吸电子基团，以及对有机膦酸配体进行氧化、改变共轭长度等，可以将这些化合物的固态发射波长在529-666 nm范围内进行调节。电化学测试和DFT理论计算表明在环金属配体上引入-F吸电子取代基导致了IrⅢ的氧化电位移向更正的电位，同时降低了HOMO能级，而氧化有机膦酸配体以及增加π共轭长度则导致IrⅢ的氧化电位向更负的方向移动，并降低了LUMO能级。对这几个化合物HOMO、LUMO能级和轨道分布的研究为我们设计合成基于有机膦酸配体的环金属铱配合物提供了可行的修饰策略，同时为光磁多功能化合物的制备提供了具有良好光学性质的构筑单元。值得一提的是，铱有机膦酸化合物尚未见文献报道。　　2.选择[Ir(ppy)2(bppH)](11)作为构筑单元与稀土离子进行组装，得到了五个结构新颖的七核金属有机膦酸配合物[LnIr6(ppy)12(bpp)2(bppH)4](CF3SO3)·nH2O[Ln=Eu(19)，Tb(20)，Dy(21)，Er(22)，Yb(23)]。XRD测试表明这些化合物都具有相同的结构，我们得到了化合物21的单晶结构，中心DyⅢ与来自三对吡啶膦酸配体的六个膦酸氧原子配位，每个配体通过N原子和O原子桥连了Ir原子和Dy原子，形成了七核簇结构。尽管六配位的稀土离子具有接近正八面体的几何构型，我们仍然观测到了化合物21，22，23的慢弛豫行为，它们分别在1 kOe、1.5 kOe、2.5kOe的外加磁场诱导下表现出频率依赖现象。对化合物21和23不同温度下的交流磁化率数据进行拟合，得到的能垒值分别为42.9 K(τ0=3.8×108 s)和4.9 K(τ0=6.7×10-5 s)。化合物20在不同外加磁场下的交流磁化率测试表明其没有产生慢弛豫行为，可能是由于接近正八面体的配位构型不利于非Kramers离子Tb3+产生单分子磁体行为，同时这五个化合物都表现出与铱单核构筑单元相似的发射光谱。化合物19-23是首次合成得到的铱/稀土金属有机膦酸化合物，也是目前已知的最大的Ln-Ir簇合物，其中21-23同时表现出来源于Ir构筑单元的发光性质和来源于LnⅢ的场诱导慢弛豫行为，类似工作尚未见文献报道。