高核稀土羟基簇合物的合成及性质研究

本项目拟利用阴离子模板剂诱导稀土离子的聚集，分散稀土离子的电荷，用有机配体控制稀土离子的水解和稳定稀土羟基簇合物内核，从而合成系列高核稀土羟基簇合物。通过测定系列高核稀土羟基簇合物的晶体结构，考察合成条件（模板剂、溶剂、pH值等）对稀土簇合物结构的影响，探索稀土离子的成簇规律；通过研究系列高核稀土羟基簇合物的光学和磁学等性质，探索其结构与性能间的内在联系。为高核稀土簇合物的设计与合成提供实验和理论依据。

由于具有迷人的结构和有趣的性质，高核稀土簇和物受到人们的广泛关注。由于合成上的困难，高核稀土簇合物的报道非常少。本项目主要进行了高核稀土簇合物的合成与磁学性质的研究。我们提出了利用混合阴离子模板剂的协同作用合成高核稀土羟基簇合物的策略，并基于此方法合成了系列高核稀土羟基簇合物。通过深入研究合成条件对高核稀土羟基簇合物结构的影响，探讨了高核稀土簇合物的合成规律。根据稀土离子不同的电子结构，我们研究了不同高核稀土簇合物的单分子磁体和磁热性质,有趣的是高核稀土钆簇合物展示了非常高的磁热效应，是一类潜在的超低温磁制冷材料。此外，我们还研究了基于稀土簇合物为结构基元的金属有机框架材料的组装，并探讨了相关化合物的质子导电性质。这些研究结果对今后合理的设计与合成特定结构与特定功能的稀土簇合物材料具有一定的指导意义。