高居里温度（Tc）磁性高分子制备及其磁性机理研究

高居里温度（Tc）磁性高分子螯合物的制备及磁性机理研究颇为关注。本工作拟合成一系列同时含有N、O等不同配位功能基的配体聚合物，与含有金属离子的聚电解质进行层层自组装，制备层次分明、结构可控、不同类型、纳米尺度的磁性高分子鳌合物。这种三维网状结构能够为未成对电子自旋源（d电子或f电子）提供进行有序排列的有利环境，使之更易得到理想的自旋子有序平行排列框架体系，由此得到具有较强磁性能的分子磁体。测定它们在线型、面型及体型明确的三维螯合物的磁性能，研究总结各种磁性体磁性能的强弱及影响因素。搞清一维、二维、三维磁性体磁性能的机理问题，以实验的方法证实产生磁性能的本征问题，进一步总结材料结构与磁性能之间的关系，初步建立该类鳌合物薄膜结构内自旋源磁交换作用的模型，为寻找和设计新的具有较强磁性能的分子磁体提供实验基础和理论依据。为开拓具有高居里温度（Tc）和高磁饱和强度（Ms）特色的磁性体而努力。

在先前几个有关磁性高分子基金项目的研究经验和基础上,本项目围绕着提高磁性高分子的居里温度(Tc)为目标, 设计实验路线方针和研究方法,主要研究内容和结果如下:1.利用高分子组装技术，制备结构明确的螯合物，使这些螯合物中金属离子有序地排列，达到链间和空间的磁交换作用，其结构状态能够清楚地表征和磁性测量，有利于搞清楚目标分子结构与磁性能的关系。桥配体的选择是制约居里温度Tc的主要原因之一，本项目着重注意在配体母体用共轭的芳环，有利于电子的离域和传递，其配位基考虑单电子结构。Tc正比于磁性金属离子之间相互作用强度，不同金属离子之间可以形成铁磁性和亚铁磁性体，解决好哪一种匹配方式组合最好,更有可能开发成磁性材料问题。2.以应用为目标，设计了一系列的两亲性聚合物金属离子螯合核壳结构的胶束制备，成功制备出纳米结构的磁性胶束。当温度升高，胶束从溶液中沉淀出来，降温后，胶束再次溶解，而且此过程可逆。通过将胶束溶液旋干，得到纳米粒子的粉末，继续加溶剂，大部分的粉末都是可以重新溶解，实现了金属螯合聚合物的可溶。3.我们以均苯四甲酸为有机桥联配体，稀土离子（Gd3+、Tb3+、Eu3+）为结合点，合成了纳米尺寸形貌可控的配位聚合物,并且初步探索了不同合成条件对最终产物的影响。稀土离子Tb3+、Eu3+在均苯四甲酸的敏化作用下能发出很强的荧光，当纳米粒子少量的掺杂在甲基纤维素(MC)中，可以得到在紫外照射下发光的智能薄膜。研究发现通过温度调节和添加剂的加入可以有效的控制配位聚合物的形貌；并且这种纳米结构的配位聚合物在水溶剂中很容易分散，为其后面的功能化应用如制备磁性、发光薄膜奠定了基础。4.高分子稀土磁性液晶的研究，结合稀土元素顺磁性较强的特点，通过合理设计高分子配位结构单元，给高分子液晶材料赋予磁性，可以使其不仅在电场作用下，还可以在磁场作用下进行有序排列，实现液晶性和磁性能的统一。与此同时，通过外加磁场将液晶实现从无序到有序的转变后，可进一步了解相变过程中液晶性对于磁性能的影响。本项目的研究成果,使磁性高分子从理论走向开拓应用,提供理论依据和方法,具有重要的科学意义.