两类新型稀土金属有机单离子磁体的设计、合成与调控

基本信息
批准号:21602013
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:刘姗姗
学科分类:
依托单位:北京石油化工学院
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王萍,孔令朋,陈亮
关键词:
单离子磁体磁各向异性功能配合物磁构关系稀土金属有机配合物
结项摘要

Single-ion magnets (SIMs) are a specific type of molecules which contain only single paramagnetic center and can exhibit the fascinating magnetic relaxation phenomena at the single-molecular level. Recently, organolanthanide SIMs have been a hot research area not only because it is an interdisciplinary field of organolanthanide chemistry and the molecular magnetism, but also because this type of SIMs usually own superior magnetic properties. From these points, we will design and synthesize two novel types of organolanthanide SIMs, and tune the negative charge distribution of the coordination sphere by ligand modifications in order to maximize the magnetic anisotropy, thereby achieving organolanthanide SIMs with superior magnetic behavior. Specifically it includes: (1) Modify the ligand on the mononuclear arene-organolanthanide complexes to explore the mechanism of the influence of the neutral arene on the magnetic anisotropy and the enhancement of magnetic properties by structural modifications. (2) Design and synthesize a six-coordinated Ln-SIM, and study the enhancement of magnetic properties by means of structural diversity, which will be helpful to the investigation of the magneto-structural relationship. (3) To gain an insight into the relationship between the magnetic anisotropy and the negative charge distribution caused by ligand modifications, we will investigate the magnetic easy axis, the low-lying energy levels distribution and the magnetic relaxation mechanism by using quantum chemistry method (ab initio method) and electrostatic analysis.

单离子磁体是一类在单分子水平上表现出磁弛豫行为且只含有一个顺磁金属离子的分子。近几年,稀土金属有机单离子磁体已经成为研究热点,它不仅将稀土金属有机化学与分子磁性领域有效地结合起来,而且该类单离子磁体通常表现出较优的磁学性能。本项目将设计合成两类新型稀土金属有机单离子磁体,并修饰配体来调控配位环境中负电荷的分布,以期实现磁各向异性的最大化,进而得到性能更优异的单离子磁体。具体研究内容包括:(1)微调中性芳环稀土金属有机配合物的结构,探究中性芳环配体对磁各向异性的影响机理以及结构微调对磁性进行改善;(2)设计并合成目前比较少见的六配位稀土单离子磁体,利用有机配体的多样性来提升单离子磁体性能并研究磁构关系;(3)理论研究将利用量子化学从头算方法和静电势分析等来进一步深入探讨结构微调引起的负电荷分布变化与磁各向异性的关系,确定单离子磁体的磁各向异性轴以及微观电子能级分布情况,并研究磁弛豫机理等。

项目摘要

单离子磁体是一类在单分子水平上表现出磁弛豫行为且只含有一个顺磁金属离子的分子。本项目合成并研究了多例新型单离子磁体:(1)在中性芳环稀土单离子磁体体系中,对镝配合物的结构进行了一系列微调,实验结果表明该类分子结构的局域对称性越接近D5h,相应的磁学性能越好;同时,中性芳环配体较其它配体对磁性的影响更明显。(2)在六配位稀土单离子磁体中,镝配合物为首例可在零场下表现出单离子磁体行为的三棱柱型稀土单离子磁体;对其多磁弛豫过程的贡献情况分析表明,高温区占主导的为Raman过程,而不是Orbach过程;结合理论计算及负电荷分布分析,提出了进一步提升该类配合物磁各向异性的策略。(3)基于席夫碱配体HL构筑了一系列单核稀土配合物,并系统地研究了末端取代基对结构组成及磁各向异性的影响,研究发现配合物中参与配位的HL配体数目与末端取代基的供吸电子能力强弱相关,且由强吸电子取代基构筑的配合物具有更优异的单离子磁体行为。以上工作对进一步设计合成单离子磁体、提升磁各向异性、深入理解磁弛豫过程等具有指导意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
2

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
3

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
4

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
5

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021

刘姗姗的其他基金

相似国自然基金

1

强场配体封口的笼型稀土金属单离子磁体的设计、构筑与调控

批准号:21901200
批准年份:2019
负责人:李磊磊
学科分类:B0102
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

高性能稀土金属有机单分子磁体的控制合成研究

批准号:21801037
批准年份:2018
负责人:孟银杉
学科分类:B0102
资助金额:27.50
项目类别:青年科学基金项目
3

基于有机和无机富氧多齿配体的新型单分子磁体设计与合成

批准号:20701005
批准年份:2007
负责人:李阳光
学科分类:B0104
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

过渡及稀土金属簇合物单分子磁体的设计与性质研究

批准号:21601105
批准年份:2016
负责人:赵芳华
学科分类:B0102
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目