3d-3d异自旋甲酸配合物的结构设计、磁性与多功能研究

甲酸根具有多种配位模式并能有效传递磁相互作用，金属甲酸配合物成为新兴的一类分子基磁性材料。然而，大多数金属甲酸配合物是基于单一金属离子作为自旋载体而构筑的三维化合物,在这些化合物中甲酸根往往传递反铁磁耦合从而导致反铁磁体或弱铁磁体不利于构筑具有较大磁化强度的三维磁体和超顺磁行为的纳米磁体，同时甲酸根本身过于简单也难以获得多功能磁性材料，这些都严重的阻碍了其研究进展。本课题利用溶剂热技术拟在金属甲酸体系中引入两种不同自旋基态的金属离子合成3d-3d异自旋金属甲酸配合物，巧妙利用甲酸根容易传递反铁磁作用的特点构筑具有较大磁化强度和较高相变温度的亚铁磁体；在异自旋化合物的基础上采用不同类型的有机羧酸为辅助配体部分取代甲酸根调控配合物的结构以期得到具有超顺磁行为的纳米磁体或磁孔、磁电、磁光等多功能材料。自旋载体的多样化和辅助配体的介入必然导致新颖的结构和磁性的异彩纷呈并为探索磁构关系带来新的素材。

分子基磁性材料是配位化学研究的热点，本项目在前期研究的基础上开展基于3d过渡金属离子磁性化合物的构筑和磁性研究。研究中我们通过配位构型的差异和配位半径的不同实现了不同金属离子的直接组装，获得金属甲酸、叠氮等异自旋化合物，详细研究了合成、结构和磁性；考察了合成条件、辅助配体、模板等对结构的影响，详细研究了自旋载体等对化合物磁性的调控。我们又将水热合成的方法拓展到多配体体系，实现了金属甲酸化合物中甲酸根的部分取代，获得取代型金属甲酸化合物，丰富了甲酸化合物的结构与磁性的研究。同时在多配体的组装中我们也获得了一些基于叠氮、羧酸等配体构筑的磁性化合物。在Chem.Comm., Inorg. Chem., Crystal Growth & Design., Dalton Trans.,等杂志发表SCI论文17篇,完成项目的既定目标。