具有自旋转换行为的聚合物材料的设计合成及性能研究

本项目着眼于具有自旋转换特性的聚合物材料，从分子设计出发，金属离子主要选用Fe(II) 离子（如高氯酸亚铁、四氟硼酸亚铁等），配体主要选用含氮杂环的取代三唑配体，适当选择其它含氮杂环配体，通过和亚铁盐反应制备自旋转换单元。使用桥联配体连接自旋转换中心制备配位聚合物，或者通过有机高分子连接自旋转换中心得到高分子聚合物材料，以期达到提高自旋转换中心之间的协同作用的目的。在结构表征和自旋转换行为研究的基础上，深入探讨转换行为与特定结构之间的关系，以期实现对自旋转换聚合物材料的合理设计和有序合成。尝试将得到的具有自旋转换行为的聚合物材料制备成薄膜、凝胶或液晶，努力实现自旋转换聚合物材料在超高密度信息存储、分子显示等前沿领域的应用。课题的开展对于新型磁性材料的研制具有重要意义。

本项目围绕分子磁学，着眼于合成与制备具有自旋转换特性的聚合物材料等具有新颖磁行为的新型功能分子材料。研究工作从分子设计出发，金属离子主要选用Fe(II) 离子（如高氯酸亚铁、四氟硼酸亚铁等），配体主要选用含氮杂环的取代三唑配体，适当选择其它含氮杂环配体，通过和亚铁盐反应制备自旋转换单元。使用桥联配体连接自旋转换中心制备配位聚合物，以期达到提高自旋转换中心之间的协同作用的目的。在结构表征和自旋转换行为研究的基础上，深入探讨转换行为与特定结构之间的关系，以期实现对自旋转换聚合物材料的合理设计和有序合成。围绕以上研究方向和目的，开展了大量深入的研究工作，取得了一系列新颖的研究成果。代表性的研究成果如：1.使用系列连三唑配体(btm = 联三唑甲烷, bte =联三唑乙烷, btp =联三唑丙烷, btb =联三唑丁烷, bth =联三唑己烷)和亚铁反应，得到了五个配位聚合物。发现五个配合物均保持高自旋态，同时发现随着连三唑配体中桥连烷基碳链的加长，所得配合物存在从一维链状结构向二维平面结构转变的趋势。该研究工作已经投寄到CrystEngComm杂志，待发表。2. 以K4Mo(CN)7•2H2O为原料，和大环配合物[Mn(dpop)]Cl2得到了两个配位聚合物，观察到了单晶-单晶转变现象。伴随着这种转变，配合物的磁性质也发生了显著的变化。有序温度和磁滞都有了较大提升。该部分的工作已经发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9321 –9324上。