动态分子基磁体的构筑与性质研究

磁性金属配合物具有可控多变的磁性质和潜在的应用前景是最活跃的前沿研究领域之一。分子内弱的客体作用、配位构型的扭曲以及金属离子配位数的改变等，都可以用来有效的调制配合物的磁性质。因此对外界刺激敏感的动态分子磁体成为最近研究的热点。目前常见的动态磁体主要是多孔磁体。许多有趣的现象在多孔磁体中被实现，例如，客体诱导的自旋交叉、客体去除或交换引起不同的磁响应、以及可逆客体诱导的结构变化产生的不同磁行为。系统的动态多孔磁体的研究为低密度磁性材料、磁感应器、智能和多功能材料的发展开辟了一条新道路。因此本项目拟通过对有机配体的合理设计，不同顺磁金属离子的选择以及不同的合成方法来定向构筑具有特定磁行为的分子基磁体，尤其是基于簇或链的动态多孔磁体，并对其做系统的磁构关系研究。同时，用新型微波法合成分子磁体，并通过改变反应时间，反应物浓度及温度调控产物形貌及颗粒尺寸，进而研究其对化合物磁行为的影响。

本项目合理设计了含有芳香环和烷基链官能团的有机配体，通过不同的合成方法，将其与磁性金属组装成系列结构新颖的功能配合物。通过单晶结构的测量及磁学性能表征，研究了结构与性能的相互关系，同时，利用磁行为对结构的敏感性，设计并合成了系列的通过溶剂变化引起磁性改变的动态分子磁体。例如，利用直接合成的方法，将无机磁性簇/链构筑在三维化合物中，得到了系列多孔磁性配合物，既具有有趣的磁行为，又具有对小分子的吸附能力。这些具有多功能的配合物将为磁控传感，磁开关等应用提供理论模型。考虑到绿色环保，我们还尝试了固相合成等方法，成功合成了系列功能配合物。并且，在合成过程中还发现了两个具有独特互穿结构的配合物。这些工作在国际知名杂志Chem. Commun., Dalton, Trans., Eur. J. Inorg. Chem., and CrystEngComm共发表论文4篇。