《簇基配位聚合物的構築及其磁熵變的調控》是依託天津大學，由崔建中擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：簇基配位聚合物的構築及其磁熵變的調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：崔建中
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
最近，分子基低溫磁製冷材料的研究引起了科學家們的濃厚興趣，這類材料有高效、節能、環保以及結構和性能易於調控等諸多優點。目前，該領域主要集中於對零維分子簇合物磁製冷效應的研究，對於多核簇基配位聚合物的磁製冷研究除我們前期工作外未見報導。事實上，設計合成基於多核簇的三維配聚物是探尋可套用磁製冷材料的一個較好方法。因為它既集合多核簇的高磁密度又具備配聚物通常表現出的高熱穩定性和化學穩定性,為實際套用打下堅實基礎。本課題擬選用分子量較小的多齒配體，橋聯Gd離子或M-Gd異金屬離子，擬獲得簇基配聚物磁製冷材料。通過系統的結構分析、調控和磁性測試，研究結構變化、磁相互作用、配位分子的大小、自旋量子數S及磁各向異性大小對磁熵變的調控。總結磁構關係和調控規律，為最終獲得大磁熵變的簇基磁製冷材料提供理論指導和實驗依據。本項目涉及物理、化學、材料等交叉領域內容，對先進分子磁製冷材料的探索具有重要意義。
結題摘要
配位化合物具有新奇的拓撲結構和在光、電、磁、吸附分離、催化等材料領域的獨特套用。對於Gd和Mn等離子，由於其磁各向異性可以忽略不計，利用這個特點，可以構建分子磁製冷材料，所以構建以Gd和Mn等簇為節點的MOFs材料是尋求高熱穩定性、高化學穩定性和高磁熵變分子磁製冷材料的有效途徑之一，但目前該方面研究基本處於起步階段。在查閱、收集、整理和總結最新文獻資料的基礎上，不斷改進最佳化、完善設計方案，構築新型橋聯配體。在4年期間共設計合成了多種不同結構類型的新型橋聯配體30 多種。通過常溫攪拌、加熱回流、溶劑熱、擴散和微波合成等方法，用所合成的配體，與過渡金屬和稀土金屬離子反應，構築系列多核簇基配位聚合物，本項目共合成了100多種未見文獻報導的新配合物，對其進行了結構測定。分析配體的結構、配合物的組成和結構及金屬離子的電子結構等因素對其性質的影響。通過改變橋聯配體的結構,構築具有不同空間構型的配合物, 研究其對性質的影響。在研究過程中不斷完善和改進結構設計方案，使用近現代測試儀器研究簇結構，探討溶劑熱合成溫度、降溫速度、反應物配比、溶劑選擇及配比等條件對多核簇基配位聚合物結構的調控規律；系統研究其的磁性，根據麥克斯韋方程ΔSm(T)=∫[∂M(T,H)/∂T]HdH計算並分析在給定溫度和磁場下磁熵變曲線，並與體系的理論計算-ΔSm=nRln(2S+1)結果比較研究，考察金屬離子的磁各向異性、簇幾何結構、金屬離子間的磁相互作用如何調控磁熵變值的大小。總結磁構關係，獲得經驗規律。以此指導新一輪實驗設計，合成出更多符合預期需要的具有大磁熵變的簇基配位聚合物。相關成果在SCI收錄的學術期刊上共發表研究論文49篇，其中SCI影響因子大於4的高水平論文28篇。(J. Am. Chem. Soc. 1篇，Angew. Chem., Int. Ed. 1篇，Chem. Commun. 4篇，J. Mater. Chem. C 1篇，Inorg. Chem. 6篇，Inorg. Chem. Front. 4篇，Dalton Trans. 11篇)。
