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分子基磁性材料由于具有传统原子基磁性材料所不具有的易溶解、结构可调控及功能多样化等优点,已成为当代磁性材料的前沿课题。随着配位化学、超分子化学以及晶体工程等领域的飞速发展,设计合成具有一种或多种复合功能的分子基磁性材料已经从最初的实验设想逐渐走入越来越多的科学家的科研视野,并取得了很多突破。其中多维磁性材料由于具有丰富有趣的空间拓扑构型以及复杂的磁现象,已经成为当前的一个研究热点。
本文利用水热合成技术在第二章以吡啶—2,5—二甲酸(2,5-PDC)和吡啶—2,3—二甲酸(2,3-PDC)为主要桥联配体成功合成出了四个稀土—过渡金属杂核磁性配位聚合物:
[GdⅢ2CuⅡ(2,5-PDC)2(CO3)2(H2O)2]·2H2O(1)
[GdⅢ4CoⅡCOⅢ(μ3—OH)3(μ3—O)(2,5-PDC)6(H2O)5]·8H2O(2)
[Gd2Co(2,5-PDC)3(ox)(H2O)4]·2.5H2O(3)
[GdNi(2,3-PDC)2(ox)0.5(H2O)3]·3H2O(4)
在第三章成功合成出了一个稀土—过渡金属杂核无机磁性化合物:
[CuⅡ3GdⅢ(μ3—OH)6(μ3—SH)(SO4)(H2O)3](5)
在第四章以草酸(ox)和硫酸根(SO42—)为桥联配体成功合成出了一个稀土磁性配位聚合物:K[Gd(ox)(SO4)(H2O)](6)
上述磁性化合物都通过单晶X射线衍射技术测定并分析了晶体结构。化合物1、2、3、4、6都具有三维金属—有机骨架结构,化合物5具有二维平面结构。对上述六个化合物的磁性表征表明:
1)化合物1的顺磁离子间有弱的反铁磁交换作用,分子间有弱的铁磁交换作用;
2)化合物2中相邻GdⅢ离子间有弱反铁磁交换作用,CoⅡ有明显的旋轨偶合作用;
3)化合物3中相邻GdⅢ离子间有弱铁磁交换作用,CoⅡ离子有明显的旋轨偶合作用;
4)化合物4中GdⅢ、NiⅡ离子间有弱的铁磁交换作用;
5)化合物5中顺磁离子间有弱的反铁磁交换作用,分子间也有弱的反铁磁交换作用;
6)化合物6中顺磁离子间有弱的铁磁交换作用,分子间也有弱的铁磁交换作用。