釓基分子基磁制冷劑和金屬疊氮化合物的合成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)研究.pdf

1、最近幾十年來(lái)，對(duì)分子基磁體的研究一直備受關(guān)注。對(duì)分子基磁體的研究，目的是為了闡明基本的磁現(xiàn)象和揭示磁性與分子結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，同時(shí)來(lái)構(gòu)筑可應(yīng)用的新型磁性材料。在制備分子磁制冷材料時(shí)，關(guān)鍵是要選擇合適的配體和金屬離子。對(duì)于配體來(lái)說(shuō)，甲酸作為最小的有機(jī)酸有著豐富的配位模式，能夠有效傳遞磁耦合作用，并有利于構(gòu)筑孔道化合物；硫酸根離子，由于具有低的相對(duì)分子質(zhì)量，高電荷數(shù)和高配位數(shù)，成為制備分子磁制冷劑的非常好的選擇。對(duì)于金屬離子來(lái)說(shuō)，GdⅢ有大的

2、基態(tài)自旋 S，磁各向異性非常小，在弱磁場(chǎng)下自旋便于翻轉(zhuǎn)，存在低能量的激發(fā)自旋態(tài)，而被應(yīng)用到磁制冷材料的合成中。在制備金屬疊氮化合物時(shí)，疊氮能與多個(gè)金屬離子配位，并且能夠有效傳遞不同的磁耦合作用。
　　本文通過(guò)用甲酸來(lái)調(diào)節(jié)硫酸釓得到3個(gè)具有不同結(jié)構(gòu)和好的磁熱效應(yīng)的配合物。在水熱條件下,選擇合適的有機(jī)配體，與疊氮和過(guò)渡金屬鹽組裝合成出了3個(gè)金屬疊氮化合物。具體如下：
　　1、通過(guò)調(diào)節(jié)八水硫酸釓的結(jié)構(gòu)得到了三個(gè)新的釓基聚合配合物，

3、[Gd2(C2H6SO)(SO4)3(H2O)2]n（1），{[Gd4(HCOO)2(SO4)5(H2O)6]·H2O}n（2）和[Gd(HCOO)(SO4)(H2O)]n（3）。其中，化合物（1）為2D結(jié)構(gòu)，甲酸沒(méi)有參與配位。化合物（2）和（3）為3D結(jié)構(gòu)，且甲酸參與了配位。在反應(yīng)中，隨著甲酸和二甲基亞砜體積比一步步的增加，甲酸開(kāi)始參與配位，硫酸根的配位數(shù)增加，參與配位的溶劑分子量減少。這些因素促使釓基配合物在體積或者質(zhì)量方面取得高密

4、度自旋值，這有助于獲得大的磁熱效應(yīng)。磁性研究顯示，甲酸的量越多，磁熵變的負(fù)值越大。化合物（3）在T=2K和ΔH=7T時(shí)，-ΔSmmax=49.9J·kg-1·K-1（189.51 mJ·cm-3·K-1）。
　　2、在水熱條件下，選擇合適的有機(jī)配體與疊氮和過(guò)渡金屬鹽組裝合成出了3例金屬疊氮化合物。其中，[Fe3(L1)5(N3)8]n（4）（L1=鄰菲羅啉）是由過(guò)渡金屬 Fe離子與 L1， L2(L2=4,5-二氮芴-9-酮）和疊