镧系金属有机框架材料的结构设计和磁性研究

Metal-organic Frameworks (MOFs) attract intense attention currently due to the potential application in heterogeneous catalysis, molecular recognition, gas store, ion exchange and functional materials. Because lanthanide ions have unique optical and magnetic properties, the lanthanide MOFs' materials gradually caused scientists' interest. This project designs and synthesizes the functionalized organic ligands and their lanthanide magnetic MOFs are constructed from lanthanide single molecule magnet's units and organic ligands by crystal engineering methods. The influence of the structures of organic ligands on the structure and magnetic property of MOFs are systematically investigated. The mechanism of interactions between single molecule magnet's units in the MOFs' materials is evaluated. The excellent magnetic lanthanide MOFs should be obtained and it is significant to exploit lanthanide information materials in optoelectronic functional field.

由于MOFs材料在多相催化、分子识别、气体存储、离子交换、功能材料等方面的巨大潜在应用已经成为当前研究的热点。镧系离子具有独特的光学和磁学性质，含有镧系离子的MOFs材料也受到了广大科技工作者的广泛关注。本项目设计并合成出功能化的有机配体，通过晶体工程的方法用这些有机配体把镧系单分子磁体单元组装得到镧系金属有机框架材料，系统地研究这类材料的结构和磁性，通过比较这些材料的磁性与镧系单分子磁体单元的磁性的不同，探索单分子磁体单元之间的相互作用和有机配体对材料磁性的影响，揭示这些材料中的磁作用机理。通过本项目的研究，可望得到磁性能优良的镧系金属有机框架材料，对更好地开发稀土化合物在光电信息功能材料领域的应用具有现实意义。

由于金属有机框架(MOFs)材料在多相催化、分子识别、气体存储、离子交换、功能材料等方面的巨大潜在应用，已经成为当前研究的热点。镧系离子具有独特的光学和磁学性质，含有镧系离子的MOFs材料也逐渐引起了广大科学家的兴趣。本项目从分子的几何构型、共轭性、取代基的电子效应等方面考虑设计并合成了具有平面大π共轭体系的含有多吡啶和多羧酸的有机配体，并与镧系离子进行组装得到了几十个镧系金属有机框架化合物材料，系统地研究有机配体的结构修饰对这些MOFs材料的结构和性能的影响规律，测定了这些MOFs材料的磁学性质，发现了几个单分子磁体，研究了单分子磁体的慢弛豫行为。通过本项目的研究，得到了一些镧系框架材料的单分子磁体，对更好地开发稀土材料在光电信息功能材料领域的应用具有现实意义。