开题报告--四唑类桥联配合物分子磁体的设计、合成与表征.ppt

* * 毕业设计(论文)开题报告 题目： 四唑类桥联配合物分子磁体的设计、合成与表征 班 级： 110314 姓 名： 刘 海 学 号： 110314013 导 师： 陈卫星 张东华 配位化学是无机化学的重要分支学科，自1893年瑞士化学家A. Werner创立配位理论以来，对配合物的研究就成为无机化学中最活跃的领域之一。 配合物分子磁性材料是近年来配位化学领域的热点之一，在信息记录材料、航空航天材料、微波材料以及电磁感应材料等许多领域有着良好的应用前景。 题目背景 国内外相关研究 近几十年来，分子磁体领域已取得很大进展，人们利用各种桥联配体、辅助配体与顺磁性金属离子自组装得到了许多分子磁性材料。 上世纪90年代，单分子磁体的发现引起了科学家的广泛关注；本世纪初，人们又发现了单链磁体。这两类分子磁体不仅具有重要的基础理论研究意义，而且具有非常吸引人的潜在的科技应用价值。 2001年意大利学者Gatteschi发现第一例单链磁体以来，研究者们在这方面做了大量的努力；国内也有许多研究者在国际权威期刊上报道了一些同自旋或异自旋SCM材料，北大高松院士报道了第一例叠氮桥联的同自旋单链磁体。 研究意义 分子磁性材料是通过化学方法将自由基或顺磁性金属离子与抗磁有机桥联配体以自组装或控制组装的方式组合形成的化合物或复合物，它们在其临界温度(Tc)下具有自发磁化行为，有别于在原子间通过以离子键、共价键或金属键连接形成的离子型或合金型磁性材料。 与传统的磁体相比，分子磁体具有密度小、溶解性好、透明性好、易加工、结构多样等优点，在信息记录材料、航空航天材料、微波材料以及电磁感应材料等领域有可能得到广泛的应用和发展。 因此，分子磁性材料的研究成为了近年来蓬勃发展的跨学科前沿领域之一。 研究主要内容 1、设计：不同长度、几何形状、骨架电荷的四唑配体作为四唑供体，与各种配位方式相近的过渡金属离子（Mn(II)、Fe(II)、Co(II)、Ni(II)等)与叠氮或氰酸根合成含四唑桥联的同金属配位聚合物，培养得到单晶。 2、合成：在上述单一金属体系工作基础上，选取合适的体系，将两种过渡金属离子以不同比例掺杂合成含四唑桥联的异金属配位聚合物。 3、结构表征：对上述配合物的单晶进行X-射线衍射结构表征，考察不同配体对可能得到的四唑桥联配合物铁磁链链内连接方式、链间堆积方式、链间距等方面的影响。 4、磁性表征：对上述配合物进行磁性表征，尤其对可能得到的长程有序分子磁体或单链磁体进行详细表征 拟采用的研究方案、研究方法或措施 1、配体设计：桥联配体为叠氮配体。同属类卤素的氰酸根，在构筑与羧基的混桥体系时在桥联方式上与叠氮非常相似，我们将在氰酸根体系中也进行相同的尝试。 2、金属离子的选择：过渡金属离子Mn(II)、Fe(II)、Co(II)、Ni(II)等。 3、金属配合物的合成及结构、磁性表征： 配合物的合成：利用溶剂挥发、气相或液相扩散、水/溶剂热合成等技术合成配合物并培养晶体。 配合物的结构表征：利用X射线单晶衍射技术测定晶体结构，并用X射线粉末衍射技术和元素分析方法分别确定相纯度和分析纯度。 配合物的磁性表征：利用超导量子干涉等物理技术测量配合物的磁性 4、研究方法或措施：合成金属配合物的单晶，结合结构分析结果，研究磁体的磁构规律。 本课题研究的重点及难点 1、研究的重点：金属配合物磁体的磁构规律 2、研究的难点：金属配合物的设计，配体、合成方法、合成条件的选择。 培养配合物单晶常用的方法有挥发、扩散、分层等。一般是几种方法同时做，因为不是每种方法都能或总能培养出单晶，更多的是取决于配合物的结晶性好坏。总之多次尝试不同的温度、溶剂、混合溶剂的比例来培养配合物单晶。 完成本课题的工作方案及进度计划 2014-2015第一学期，15-17周：查阅资料、撰写开题报告；进行开题答辩； 2014-2015第一学期，18周-21周：进行初步实验：将异烟酸（烟酸）溶解在甲醇中，并加入碘甲烷于反应釜中，放入70℃烘箱3d进行Lb4（Lb3）配体的水热合成。