《磁功能導向的稀土基MOFs的組裝研究》是依託南開大學，由趙斌擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：磁功能導向的稀土基MOFs的組裝研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：趙斌
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
新型稀土基分子磁體的構築與性能研究，已成為化學家和材料學家目前關注的焦點。稀土離子在配位場的微擾下，分裂出豐富的Stark能級，故在較低溫度下，單個稀土離子化合物或稀土－有機框架(MOFs)化合物也能體現出單分子磁體的行為。目前，對f或d-f混合金屬基MOFs的可控組裝、其結構和磁性的關係以及稀土配位環境的改變對磁性的調控研究鮮有報導。鑒於此，本項目擬用溶劑熱等合成法，合成和選用適當的有機配體，橋聯f或3d-4f、4d-4f等混合金屬離子，組裝成微孔MOFs化合物，表征它們的單晶結構並探索這類化合物的可控組裝規律。研究金屬離子間磁相互作用本質和稀土單離子引起的單分子磁體行為，考察稀土離子配位環境的改變如何調節磁弛豫能壘等磁參數，總結磁構關係，為新型分子磁性材料的組裝提供理論指導。本項目涉及物理、化學和納米材料等交叉領域內容，對尋求稀土基先進磁性材料的探索具有重要意義。
結題摘要
本項目選用多齒有機分子為配體，通過溶劑熱合成方法，以稀土離子(f)、稀土-過渡(d-f)異金屬或金屬簇為節點，構築了80多個新穎的微孔配位聚合物，並解析了他們的單晶結構，系統研究了它們的物理化學性質，尤其是分子磁馳豫和分子磁製冷。部分化合物表現出複雜的拓撲結構、良好的化學穩定性、高的熱穩定性和大的比表面積。研究表明，合成溫度、pH值、陰離子、溶劑以及反應物比例等因素對微孔配合物的結構產生巨大影響。對收集到的樣品體系進行深入地磁性研究；發現稀土離子配位環境的改變，即使是極其微小的改變，都將顯著影響體系的磁弛豫能壘等參數。首次展開了對簇基MOFs化合物的分子磁製冷研究，結果表明自旋量子數和磁各向異性是決定磁熵變大小的關鍵因素。在保持稀土簇和整體框架結構不變的基礎上，通過僅修飾調整過渡金屬離子節點，實現了對磁熵變的調控。上述工作的部分結果已經發表在多個國際著名雜誌上，目前以通訊聯繫人身份共發表標註有該基金號的SCI收錄論文23篇， 影響因子大於3.8的論文有21篇，其中J. Am. Chem. Soc. 1篇、 Chem. Commun. 5篇、Chem. Eur. J. 1篇、Inorg. Chem. 2篇、Dalton 8篇、Cryst. Growth Des. 3篇、CrystEngComm. 1篇，這些研究成果已經引起學術界同行的廣泛關注，近3年受邀在國際國內的會議上做4次分會報告，與國內外同行專家進行了深入交流。
