自旋转换氧化石墨烯纳米复合材料的制备及磁性

利用氧化石墨烯(GO)表面具有丰富含氧基团的特点,采用原位生长法将经典的亚铁三氮唑自旋转换(SCO)配位聚合物[Fe(Htrz)2(trz)](BF4)负载到二维材料GO的表面。利用X射线粉末衍射(PXRD)、红外光谱(FTIR)、SEM、TEM、拉曼等手段对自旋转换-氧化石墨烯(SCO-GO)纳米复合材料进行了表征。通过光谱表征发现,复合材料的FTIR和PXRD特征峰为GO和[Fe(Htrz)2(trz)](BF4)特征峰的叠加,初步证明了自旋转换-氧化石墨烯纳米复合材料已成功制备。SEM和TEM分析直观地显示立方体状的[Fe(Htrz)2(trz)](BF4)纳米颗粒均匀地分散在氧化石墨烯表面,且随着原位生长时间的增加,GO表面的[Fe(Htrz)2(trz)](BF4)的负载量增加、尺寸增大。拉曼图谱表明[Fe(Htrz)2(trz)](BF4)负载到GO表面后,氧化石墨烯特征拉曼峰的强度比(ID/IG)增大,说明氧化石墨烯的缺陷密集程度增大,[Fe(Htrz)2(trz)](BF4)纳米颗粒与石墨烯之间的作用力增强。磁性测试表明不同自组装时间(1、6、12 h)的SCO-GO复合材料的T1/2↑分别为381.1、381.5和382.4 K,T1/2↓分别为345.9、345.0和344.8 K,其磁滞回线宽度分别为35.2、36.5和37.6 K,这是由于不同自组装时间的SCO-GO复合材料中[Fe(Htrz)2(trz)](BF4)的负载量和尺寸的差异导致的。DSC分析结果和磁性结果一致,证实了SCO-GO复合材料自旋转变温度向高温区移动。     

自旋交叉和长程磁有序共存的非均相复合材料

采用一种简单的室温沉淀转化方法，有效制备了同时具有自旋交叉和长程磁有序性能的异质结构复合材料FeTrz@PB，其由[Fe(Htrz)₂(trz)]BF₄(Htrz=1H-1，2，4-三氮唑)和普鲁士蓝KFe^Ⅲ[Fe^Ⅱ(CN)₆](PB)构成。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、粉末X射线衍射、FTIR、X射线光电子能谱、能量色散X射线分析、热重分析和磁性研究，对这些异质结构复合材料的可控生长过程进行了充分表征。复合材料中，PB颗粒的大小和FeTrz@PB的外观可以通过控制反应时间来进行有效调节。随着反应时间的增加，FeTrz@PB复合材料中PB相的比例逐渐增加。值得注意的是，磁性研究发现，这类材料具有室温以上自旋交叉(362~392 K)和低温下长程磁有序(约5.6 K)的共存。高自旋(HS)组分和场冷/零场冷的强度随着反应时间的增加而逐渐增加，而自旋交叉热滞回线的高度逐渐减小。     

静电自组装方法合成的具有多孔三维网络结构的Fe3O4/石墨烯复合材料作为高性能锂离子电池负极材料

采用静电自组装方法,分两步合成Fe（OH）₃/GO前驱体（GO：氧化石墨烯）,再通过水热反应和600 ℃高纯氮气气氛下煅烧,获得了Fe₃O₄/石墨烯复合材料. 通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、拉曼（Raman）光谱等多种分析,发现该复合材料具有三维多孔石墨烯网络结构. 把合成的这种Fe₃O₄/石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料,电化学测试结果表明其具有优良的电化学性能：首次放电容量为1390 mAh·g^-1,50次循环后容量为819 mAh·g^-1. 通过对比实验表明,三维石墨烯网络结构的形成对复合材料的电化学循环稳定性起着关键作用.     

AAO辅助三唑亚铁纳米材料:一维限制生长和二维表面成膜及自旋转换性能

通过连续多步自组装的方式分别将三唑亚铁（SCO1）和氨基三唑亚铁（SCO2）自旋转换纳米材料生长于氧化铝模板（AAO）的孔道内和表面上。利用扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）、粉末X射线衍射（PXRD）、拉曼光谱（Raman）等手段对SCO1-1D+2D和SCO2-1D+2D纳米材料进行表征,SEM表明随着自组装时间的增加,球状的SCO纳米颗粒生长于AAO孔道内,并逐渐形成1D的纳米结构,而在AAO表面则形成致密均匀的SCO-2D薄膜。两种SCO-1D+2D纳米粒子都具有两步自旋行为（SCO1-1D+2D：T_c1↑=319 K,T_c1↓=313 K,T_c2↑=381 K,T_c2↓=340 K;SCO2-1D+2D：T_c1↑=181 K,T_c1↓=155 K,T_c2↑=246 K,T_c2↓=233 K）。对相应的SCO-1D和SCO-2D磁性结果表明,两步自旋转换行为的产生是由于SCO组装体形貌的差异。其中,低温区的自旋转换行为是由生长于AAO表面的SCO-2D自旋转换性能所致,而发生在更高温度的第二阶段的自旋转换行为则归因于生长于AAO孔道内的SCO-1D的自旋转换性能。     

AAO辅助三唑亚铁纳米材料:一维限制生长和二维表面成膜及自旋转换性能

通过连续多步自组装的方式分别将三唑亚铁（SCO1）和氨基三唑亚铁（SCO2）自旋转换纳米材料生长于氧化铝模板（AAO）的孔道内和表面上。利用扫描电镜（SEM）、红外光谱（IR）、粉末X射线衍射（PXRD）、拉曼光谱（Raman）等手段对SCO1-1D+2D和SCO2-1D+2D纳米材料进行表征,SEM表明随着自组装时间的增加,球状的SCO纳米颗粒生长于AAO孔道内,并逐渐形成1D的纳米结构,而在AAO表面则形成致密均匀的SCO-2D薄膜。两种SCO-1D+2D纳米粒子都具有两步自旋行为（SCO1-1D+2D：T_c1↑=319 K,T_c1↓=313 K,T_c2↑=381 K,T_c2↓=340 K;SCO2-1D+2D：T_c1↑=181 K,T_c1↓=155 K,T_c2↑=246 K,T_c2↓=233 K）。对相应的SCO-1D和SCO-2D磁性结果表明,两步自旋转换行为的产生是由于SCO组装体形貌的差异。其中,低温区的自旋转换行为是由生长于AAO表面的SCO-2D自旋转换性能所致,而发生在更高温度的第二阶段的自旋转换行为则归因于生长于AAO孔道内的SCO-1D的自旋转换性能。     

金属有机框架材料对[Fe（HB（pz）3）2] 自旋转换行为的影响

通过在介孔结构金属有机框架材料MIL^-101（Cr）和MIL^-100（Al）的孔洞中合成自旋交叉化合物[Fe（HB（pz）₃）₂] 的方法,可以得到SCO@MOF复合物。通过红外光谱（FTIR）、粉末X射线衍射（PXRD）、原子吸收光谱（AAS）以及气体吸附-脱附等进行了进一步测试。通过变温磁测量对复合材料的温度诱导自旋转换行为的研究表明,复合材料的自旋转换行为发生改变甚至是消失了。复合材料的这一现象可以解释为[Fe（HB（pz）3）2] 在MOF主体材料的孔洞中形成了一种新的结晶相,且孔壁压力将会阻碍[Fe（HB（pz）₃）₂] 从低自旋态向高自旋态转变。不同SCO@MOF复合物得到了相似的自旋转换行为结果。这确认了当自旋交叉化合物在金属有机框架材料孔洞中形成时,MOFs材料的限制压力或基体效应对其自旋转换行为的影响显然是至关重要的。     

金属有机框架材料对[Fe(HB(pz)3)2]自旋转换行为的影响

通过在介孔结构金属有机框架材料MIL-101（Cr）和MIL-100（Al）的孔洞中合成自旋交叉化合物[Fe（HB（pz）₃）₂]的方法,可以得到SCO@MOF复合物。通过红外光谱（FTIR）、粉末X射线衍射（PXRD）、原子吸收光谱（AAS）以及气体吸附-脱附等进行了进一步测试。通过变温磁测量对复合材料的温度诱导自旋转换行为的研究表明,复合材料的自旋转换行为发生改变甚至是消失了。复合材料的这一现象可以解释为[Fe（HB（pz）₃）₂]在MOF主体材料的孔洞中形成了一种新的结晶相,且孔壁压力将会阻碍[Fe（HB（pz）₃）₂]从低自旋态向高自旋态转变。不同SCO@MOF复合物得到了相似的自旋转换行为结果。这确认了当自旋交叉化合物在金属有机框架材料孔洞中形成时,MOFs材料的限制压力或基体效应对其自旋转换行为的影响显然是至关重要的。     

自旋交叉配合物[Fe(mtt)(phen)(NCS)2]·py的合成和磁性研究

设计制备了一个新的自旋交叉配合物[Fe(mtt)(phen)(NCS)₂]·py。通过元素分析、红外光谱、质谱和紫外光谱等方法对该配合物进行结构表征。变温磁化率研究发现该配合物的自旋转换温度为T_c↑=197 K, T_c↓=188 K，回滞宽度9 K。通过与同体系其他配合物的比较发现，配体的修饰对自旋交叉临界温度以及回滞宽度都有显著影响。     

同构MOFs复合氧化石墨烯电极材料构筑高性能超级电容器

在水热条件下一步自组装合成系列同构X-MOF （X₆O （TATB）₄（H⁺）₂·（H₂O）₈·（DMF）₂,X=Zn、Co、Ni; H₃TATB=4,4'',4″-s-triazine-2,4,6-triyl-tribenzoic acid; DMF=N,N-二甲基甲酰胺）和氧化石墨烯（GO）的复合材料（X-MOF@GO）,并探究其作为超级电容器电极材料的电化学性能。通过X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜测试证明GO和MOFs复合成功。其中,性能最优的Ni-MOFs@1.5GO （GO的添加量为1.5 mL）的比电容高达694.8 F·g^-1（0.5 A·g^-1）,约是Ni-MOF的2倍。电化学测试结果表明：复合材料X-MOF@1.0GO较其原MOF表现出更大的比电容和更好的倍率性能。在3.5 A·g^-1的电流密度下,1 000次循环充放电后,Ni-MOFs@1.0GO仍保持初始比电容量的81.2%。与活性炭（AC）组装的非对称超级电容器Ni-MOF@1.5GO//AC的性能最优,其功率密度为754.3 W·kg^-1时,能量密度为15.4 Wh·kg^-1,且循环3 000次后比电容保持率约为70.0%,显示出较长的循环寿命。     

氢键桥连一维铁(Ⅲ)自旋交叉化合物的合成和性质

合成了一例单核铁（Ⅲ）化合物[Fe^Ⅲ（Him）₂（4-MeOhapen）]（CH₃SO₃）（1，Him=imidazole，H₂（4-MeOhapen）=N，N''-bis（4-methoxy-2-hydroxyacetophenylidene）ethylenediamine），并对其晶体结构与磁性质进行了表征。单晶X射线分析表明，该化合物中的磺酸根阴离子通过氢键桥连[Fe^Ⅲ（Him）₂（4-MeOhapen）]⁺阳离子，并以此形成了一维链状结构。磁化率测试表明，该化合物具有突变型自旋交叉行为，其转变温度为T_1/2↓=163 K及T_1/2↑=167 K。这些研究结果表明，阴阳离子之间的氢键对改进自旋交叉化合物的性质具有重要作用。     

The thermodynamic properties of Fe(II) complexes with 1,2,4-triazoles

The temperature dependences of the heat capacities at 106–330 K of the monoligand Fe(NH₂trz)₃I₂ (I) and mixed-ligand Fe(Htrz)_0.3(NH₂trz)_2.7SiF₆ · H₂O (II) complexes (Htrz is 1,2,4-triazole, and NH₂trz is 4-amino-1,2,4-triazole) were studied by adiabatic vacuum calorimetry. The ¹A₁ ⇔ ⁵T₂ spin transition was observed in these compounds. The thermodynamic parameters of phase transitions in I and II were determined.     

A 3D Polyoxometalate‐Based Framework Constructed from Ag/trz Metal‐Organic Ribbons and P2W18 Polyoxoanions: Synthesis,Structure and Electrochemical Properties

A Wells‐Dawson Polyoxometalate‐based hybrid, Ag₉(trz)₃(Htrz)₄ (H₂O)(P₂W₁₈O₆₂)·3H₂O ( 1 ) (Htrz = 1,2,4‐1H‐triazole) was hydrothermally synthesized through using trz ligand and silver nitrate in the presence of [P₂W₁₈O₆₂]^6– polyoxoanion. In the 3D framework structure of compound 1 , two kinds of wave‐like Ag/trz chains originated from trz ligands and silver cations are aggregated in a “2+1” mode by {Ag₂/trz} linkages to result in a 1D Ag/trz metal‐organic ribbon, which is further extended into a 3D framework structure by [P₂W₁₈O₆₂]^6– polyoxoanions through Ag‐O covalent bonds. Additionally, the electrochemical properties of compound 1 have also been investigated.     

1,2,4‐Triazole Controlled CdII/MnII Complexes with Discrete Mononuclear,Polymeric 1D Chain,and 2D Layer Motifs

Three Htrz‐based metal complexes, [Cd(trz)(CH₃OH)(nb)]_n ( 1 ), [Cd(Htrz)(H₂O)(nb)₂]_n ( 2 ), and {[Mn(Htrz)₂(H₂O)₄] · 2nb} ( 3 ) (Htrz = 1,2,4‐triazole, Hnb = 4‐nitrobenzoic acid), have been synthesized by diffusion or solvent evaporation method and structurally characterized by single crystal X‐ray crystallography, elemental analysis, IR and fluorescence spectroscopy, and TG‐DTA. Structural determinations revealed that complex 1 has a two‐dimensional (2D) layer structure constructed by tridentate μ_N1,N2,N4‐bridging trz anions and Cd^II ions. Complex 2 presents a 1D polymeric chain structure bridged by bidentate μ_N1,N4‐bridging Htrz molecule and Cd^II ions, whereas compound 3 is a supramolecular assembly containing a mononuclear [Mn(Htrz)₂(H₂O)₄]²⁺ dication and two free nb anions for charge compensation. Thus, the structural diversity of the three complexes is significantly governed by the coordination modes of the neutral/deprontated Htrz ligand, rather than the terminal/lattice nb anion. Additionally, the thermal stability of the complexes is observed to be dependent on the polymeric or discrete structure nature. At room temperature, the three solid complexes show Htrz‐based intraligand fluorescent emission.     

Syntheses and characterization of Pb(trz) n X2 (X = CH3COO−, NCS−, and n = 1, 2) complexes,and crystal structure of [Pb(trz)2(MeOH)](ClO4)2·H2O

Lead(II) complexes with 2,4,6-tris(2-pyridyl)-1,3,5-triazine (trz) have been synthesized using a direct synthetic method and characterized by IR and ²⁰⁷Pb NMR spectroscopy and CHN elemental analysis. The structure of [Pb(trz)₂(MeOH)](ClO₄)₂·H₂O was confirmed by X-ray crystallography. Single-crystal X-ray data for [Pb(trz)₂(MeOH)](ClO₄)₂·H₂O show the complex to be monomeric with the Pb having an unsymmetrical seven-coordinate geometry, coordinated by six nitrogen atoms of the trz ligands and one oxygen atom of MeOH. The arrangement of the ligands in the [Pb(trz)₂(MeOH)](ClO₄)₂·H₂O complex exhibits a coordination gap around the Pb(II), occupied possibly by a stereoactive lone pair of electrons on lead(II); the coordination around the lead atoms is hemidirected.     

新型"分子合金"类Fe(II)配合物的合成和自旋转换性能

合成了Fe[(Htrz)~9~/~4(NH~2trz)~3~/~4](BF~4)~2.H~2O(1)和Fe[(Htrz)~3~/~2(NH~2trz)](BF~4).3H~2O(2)两个"分子合金"类自旋转换配合物。其变温光谱表明,它们在室温附近具有自旋转换行为,同时还伴有热致变色及滞后现象。     

Photoconduction in [Fe(Htrz)2(trz)](BF4)·H2O nanocrystals

Sub-micron-sized [Fe(Htrz)(2)(trz)](BF(4))·H(2)O nanoparticles that exhibit a spin crossover transition are positioned between Au electrodes with sub-100 nm separation. After voltage poling, samples exhibit unexpected large conductivity, with photoconductance and photovoltaic behavior.     

Metal‐Carbene‐Templated Photochemistry in Solution: A Universal Route towards Cyclobutane Derivatives

A series of dicarbene‐bridged metallacycles [Ag₂( 1 )₂](PF₆)₂, [Ag₂( 2 )₂](BF₄)₂, [Ag₂( 3 )₂](PF₆)₂, [Ag₂( 7 )₂](BF₄)₂, [Ag₂( 8 )₂](BF₄)₂ and [Ag₂( 11 )₂](PF₆)₂ were obtained in high yields via the reactions of 1,2,4‐triazole‐, 1,2,3‐triazole‐ and imidazo[1,5‐a]pyridine‐based ligands with Ag₂O in CH₃CN. The C=C double bonds in all of the newly synthesized metallacycles went through [2 + 2] photodimerization under UV irradiation condition (λ = 365 nm, T = 298 K) yielding the dinuclear rctt‐cyclobutane‐silver(I) complexes [Ag₂( 4 )](PF₆)₂, [Ag₂( 5 )](BF₄)₂, [Ag₂( 6 )](PF₆)₂, [Ag₂( 9 )](BF₄)₂, [Ag₂( 10 )](BF₄)₂ and [Ag₂( 12 )](PF₆)₂, respectively with quantitative yields. Treatment of the these cyclobutane‐bridged silver(I) complexes with NH₄Cl resulted in the exclusive formation of cyclobutane derivatives after removal of the silver(I) metal ions.     

Tuning the hemilabile behaviour of a thioether–pyrazole ligand on Pd(II) complexes with diphosphines

The coordination mode of thioether–pyrazole ligand, 1,5-bis(3,5-dimethyl-1-pyrazolyl)-3-thiapentane (bdtp) and 1,8-bis-(3,5-dimethyl-1-pyrazolyl)-3,6-dithiaoctane (bddo) ligands, in Pd(II) complexes containing a diphosphine ligand is determined by subtle changes in size of the bridge between the two phosphorus atoms. The ¹H NMR and ³¹P{¹H} NMR at variable temperature in acetonitrile solution prove that the hemilabile character of the bdtp ligand depend on the diphosphine ligand. Thus, while in [Pd(bdtp)(dppe)](BF₄)₂ [1](BF₄)₂ the thioether group not participate in the Pd(II) coordination sphere, two isomers with different coordination (P₂N₂ vs P₂NS) are in equilibrium in [Pd(bdtp)(dppp)](BF₄)₂ [2](BF₄)₂ acetonitrile solution. For complexes [Pd(bddo)(dppe)](BF₄)₂ [3](BF₄)₂ and [Pd(bddo)(dppp)](BF₄)₂ [4](BF₄)₂, only the coordination N,N is observed.     

Tuning the hemilabile behaviour of a thioether–pyrazole ligand on Pd(II) complexes with diphosphines

The coordination mode of thioether–pyrazole ligand, 1,5-bis(3,5-dimethyl-1-pyrazolyl)-3-thiapentane (bdtp) and 1,8-bis-(3,5-dimethyl-1-pyrazolyl)-3,6-dithiaoctane (bddo) ligands, in Pd(II) complexes containing a diphosphine ligand is determined by subtle changes in size of the bridge between the two phosphorus atoms. The ¹H NMR and ³¹P{¹H} NMR at variable temperature in acetonitrile solution prove that the hemilabile character of the bdtp ligand depend on the diphosphine ligand. Thus, while in [Pd(bdtp)(dppe)](BF₄)₂ [1](BF₄)₂ the thioether group not participate in the Pd(II) coordination sphere, two isomers with different coordination (P₂N₂ vs P₂NS) are in equilibrium in [Pd(bdtp)(dppp)](BF₄)₂ [2](BF₄)₂ acetonitrile solution. For complexes [Pd(bddo)(dppe)](BF₄)₂ [3](BF₄)₂ and [Pd(bddo)(dppp)](BF₄)₂ [4](BF₄)₂, only the coordination N,N is observed.