卤氢键桥联的铁(Ⅲ)配合物呈现出高于室温的自旋交叉行为

使用一个三齿配体2,6-二（苯并咪唑-2-基）吡啶（bzimpy）与三价铁离子反应,制备了一例单核的铁配合物[Fe^Ⅲ（bzimpy-1H）₂] Cl （1）（bzimpy-1H为bzimpy脱去一个质子后的产物）,并对其结构和磁性质进行了详细表征。单晶结构分析表明配合物中Fe（Ⅲ）中心处于畸变的N₆八面体配位环境,相邻的阳离子配合物基元与抗衡氯离子通过N—H···Cl氢键作用构建了超分子的三维结构。磁性研究和差示扫描量热法研究表明,配合物表现出高于室温的磁滞自旋交叉（SCO）行为（T_1/2↑=345 K,T_1/2↓=330 K）并且观察到低温光诱导激发自旋态捕获（LIESST）效应。磁构关系研究表明,氯氢键对配合物的双稳态SCO行为具有重要的作用。     

氰基桥联的Fe2Ni2单分子磁体的合成与磁性

利用三氰基构筑单元Bu₄N[Fe^Ⅲ（PzTp）（CN）₃]（PzTp=tetrakis（pyrazolyl）borate）和4,4''-二甲氧基-2,2''-联吡啶（4,4''-dmobpy）配体,合成了2例氰基桥联的Fe^Ⅲ₂Ni^Ⅱ₂四核配合物。单晶X射线衍射表明化合物[Fe^Ⅲ（PzTp）（CN）₃]₂[Ni^Ⅱ₂（4,4''-dmobpy）₄][Fe^Ⅲ（PzTp）（CN）₃]₂·2CH₃OH（1）和[Fe^Ⅲ（PzTp）（CN）₃]₂[Ni^Ⅱ₂（4,4''-dmobpy）₄]（PF₆）₂（2）具有四核四方形分子结构。直流磁化率测试表明配合物1和2均表现为分子内的铁磁耦合作用。交流磁化率测试表明配合物1和2在零场下具有慢磁弛豫行为,有效能垒分别为12.8和13.0 K。     

以4，4'-二(1-咪唑基)苯砜或4，4'-二(1-咪唑基)苯硫醚为配体的配位聚合物的合成、晶体结构及性质

通过水热法合成并表征了3个基于V型配体构筑的新颖配位聚合物{[Cd（BIDPS）（PA）（H₂O）]·CH₃OH}_n（1）、{[Zn（BIDPS）（p-bdc）]·H₂O}_n（2）和[Mn（BIDPT）（NBA）]_n（3）（BIDPS=4,4''-二（1-咪唑基）苯砜,H₂PA=帕莫酸,p-H₂bdc=对苯二甲酸,BIDPT=4,4''-二（1-咪唑基）苯硫醚,H₂NBA=4,4''-氮杂二基二苯甲酸）。单晶结构分析表明化合物1和2具有二维网络结构,化合物1进一步通过倾斜穿插形成三维结构,化合物2通过分子间氢键形成了三维网络结构。化合物3属于3-连接六边形的蜂窝状结构,通过C—H …π作用形成三维超分子结构。化合物1和2在水中具有很好的稳定性和荧光性质,可作为高灵敏度、高选择性荧光探针检测水溶液中的Fe³⁺和Cr₂O₇^2-,并能抵抗多种竞争离子的干扰。同时研究了其对Fe³和Cr₂O₇^2-的荧光猝灭机理。     

基于二甲基苯并联咪唑的钌(Ⅱ)多吡啶配合物的合成、光谱和电化学性质

合成了一组钌多吡啶化合物[Ru（bpy）₂（DMBbimH_x）]^y+（bpy=2,2''-联吡啶,DMBbimH₂=7,7''-二甲基-2,2''-苯并联咪唑,1-A：x=2;y=2;1-B：x=1,y=1;1-C：x=0,y=0）并测试了它们的核磁氢谱、紫外吸收和电化学性质。随着DMBbimH_x配体逐个脱去质子,配合物的光谱和电化学性质发生明显的变化。有趣的是,脱去一个质子的配合物1-B在不同极性的二氯甲烷和乙腈中的电化学性质呈现明显的差异：在二氯甲烷中,单核的1-B却能发生两步氧化,这是因为在弱极性的溶剂中,[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]⁺阳离子通过氢键结合形成二聚体,[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]⁺阳离子间存在质子耦合电子传递现象。在1-B的二氯甲烷溶液中得到了化合物[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]PF₆·2CH₂Cl₂（2）的单晶。晶体结构分析表明[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]⁺阳离子确实通过氢键结合形成二聚体,这与电化学测试的结果一致。而在极性较大的乙腈中,氢键二聚体不能稳定存在,在循环伏安曲线上只有一个峰存在。     

两例具有大磁滞的氰根桥联{FeⅢ2NiⅡ}单链磁体

我们利用具有不同对称性的同分异构体,通过改变分子间氢键网络,操控单链磁体行为,成功合成了2例化合物：[Ni^Ⅱ（L1）][Fe^Ⅲ（Tp）（CN）₃]₂·3.5H₂O （1）和[Ni^Ⅱ（L2）][Fe^Ⅲ（Tp）（CN）₃]₂·3H₂O （2）,其中Tp=hydrotris （pyrazolyl） borate,L1=3,4-bis （1H-imid-azol-1-yl） thiophen,L2=1,2-bis （1H-imidazol-1-yl） thiophen）。磁性研究表明,1和2表现为具有不同矫顽场的单链磁体行为。1的矫顽场为8.41 kOe,而2的矫顽场为3.84 kOe。     

氰基桥联的Fe2Ni双之字链的合成与磁性

利用四氰基构筑单元和不同位阻的吡啶类配体,合成了3例氰基桥联的Fe₂^ⅢNi^Ⅱ链状化合物。化合物{[Fe（bpy）（CN）₄]₂[Ni（bp）₂]·2H₂O}_n（1）（bpy=2,2''-联吡啶;bp=4-苯基吡啶）,{[Fe（bpy）（CN）₄]₂[Ni（papy）₂]·H₂O}_n（2）（papy=4-（苯基氮烯）吡啶）和{[Fe（bpy）（CN）₄]₂[Ni（azp）]·4H₂O}_n（3）（azp=1,2-二（吡啶-4-基）二氮烯）均为双之字型的链状结构。磁性测试表明化合物1~3均表现为链内的铁磁相互作用。化合物1表现出单链磁体行为,有效能垒为10.9 K。     

基于End-On叠氮桥联的混合价Co(Ⅱ/Ⅲ)和一维Cu(Ⅱ)链-席夫碱化合物的合成、结构及磁学性质

合成了2个化合物[Co^ⅡCo₄^Ⅲ（salhn）₄（N₃）₆（CH₃OH）₂（H₂O）₂]·4CH₃OH·2H₂O （1）和[Cu₂（salhn）（N₃）₂]_n（2）（H₂salhn=N,N''-bis （salicylidene） hydrazine）,并用X射线单晶衍射进行结构表征。化合物1是一个五核的[Co^ⅡCo₄^Ⅲ]钴簇,而化合物2是一个具有结构单元为[Cu₂（salhn）（N₃）₂]的一维链结构。2个化合物中叠氮均具有end-on （EO,μ-1,1）的配位模式。化合物1和2的磁学性质测试表明它们都具有反铁磁行为。     

基于End-On叠氮桥联的混合价Co(Ⅱ/Ⅲ)和一维Cu(II)链-席夫碱化合物的合成、结构及磁学性质

合成了2个化合物[Co^ⅡCo₄^Ⅲ（salhn）₄（N₃）₆（CH₃OH）₂（H₂O）₂]·4CH₃OH·2H₂O（1）和[Cu₂（salhn）（N₃）₂]_n（2）（H₂salhn=N,N''-bis（salicylidene） hydrazine）,并用X射线单晶衍射进行结构表征。化合物1是一个五核的[Co^ⅡCo₄^Ⅲ]钴簇,而化合物2是一个具有结构单元为[Cu₂（salhn）（N₃）₂]的一维链结构。2个化合物中叠氮均具有end-on（EO,μ-1,1）的配位模式。化合物1和2的磁学性质测试表明它们都具有反铁磁行为。     

氰基桥联的Fe(Ⅲ)-Mn(Ⅱ)双金属链的可控组装和磁性作用的调控

基于不同位阻的三氰基构筑单元和双齿配体,合成了2个氰基桥联的Fe（Ⅲ）-Mn（Ⅱ）链状化合物。利用不同的结构扭曲类型调控了它们的磁性相互作用。化合物{[Fe（Ⅲ）（PzTp）（CN）₃][Mn（Ⅱ）（5,5''-dmbpy）₂]ClO₄}_n（1;PzTp=tetrakis（pyrazolyl）borate;5,5''-dmbpy=5,5''-dimethyl-2,2''-bipyridine）显示为左右手螺旋链的一维2,2-CC链状结构并且表现出亚铁磁行为。化合物{[Fe（Ⅲ）（Tp^*）（CN）₃]₂[Mn（Ⅱ）（dpqc）]·CH₃OH·H₂O}_n（2;Tp^*=hydridotris（3,5-dimethylpyrazolyl）borate;dpqc=dipyrido[3,2-a：2'',3''-c]-（6,7,8,9-tetrahydro）phenazine）具有一维4,2-带状的双链结构并且表现出典型的反铁磁性相互作用。     

有机杂化硫代碲酸盐化合物（H2en）TeS3和[Ni（en）3]TeS3的溶剂热合成与表征

用低温溶剂热法合成了2种分立结构的有机杂化硫代碲（Ⅳ）酸盐化合物（H₂en）TeS₃（1）和[Ni（en）₃]TeS₃（2）（en=乙二胺）,通过X-射线单晶衍射,红外光谱,元素分析等手段对它们的结构进行了表征。晶体结构解析结果表明：2个化合物均属单斜晶系,空间群分别为P2₁和P2₁/c。化合物1和2具有孤立三角锥[TeS₃]^2-阴离子,化合物1的平衡阳离子为双质子化乙二胺[H₂en]²⁺,阴离子基团[TeS₃]^2-和阳离子基团[H₂en]²⁺之间通过N-H…S氢键连接。化合物2的阳离子基团为过渡金属Ni与乙二胺的配合物[Ni（en）₃]²⁺。另外,对该2种晶体进行了紫外-可见漫反射光谱测试和热重分析。     

一例可分离的双核铁氢自由基阳离子

成功分离得到了一例双核铁氢自由基阳离子盐cis-[Fe₂Cp₂（μ-H）（μ-PPh₂）（CO）₂]^·+[Al（OC（CF₃）₃）₄]^-（cis-1^·+[Al（OC（CF₃）₃）₄]^-）晶体，并使用单晶X射线衍射、电子顺磁共振、红外光谱、紫外-可见光谱以及密度泛函理论对它进行了表征和理论计算。电子顺磁共振和密度泛函理论计算分析表明，自由基的自旋密度主要均等分布于2个铁原子上。     

基于3，3′，4，4′-四羧基偶氮苯构筑的三个金属配合物的合成、晶体结构及性质

在水热条件下利用H₄ddb配体合成了3个过渡金属配合物[Co₂（ddb）（phen）₂（H₂O）₆]·3H₂O（1）,[Co（ddb）_0.5（bpy）_0.5（H₂O）₃]_n（2）和{[Ag（dpe）]·0.5（H₂ddb）·H₂O}_n（3）（H₄ddb=3,3'',4,4''-四羧基偶氮苯,bpy=4,4''-联吡啶,dpe=1,2-二（4-吡啶基乙烯））,并用元素分析、红外光谱、X射线粉末衍射、X射线单晶衍射对其进行了表征。配合物1为双核结构,基于丰富的氢键作用扩展形成三维超分子网结构。配合物2为基于钴离子通过ddb^4-配体以μ₄：η¹,η¹,η¹,η¹的配位模式连接而成的二维网结构。配合物3是由Ag（Ⅰ）离子与dpe配体形成的直链结构,客体分子H₂ddb^2-通过氢键作用将其扩展为三维超分子结构。此外还研究了配合物1~3的荧光性质和热稳定性。     

苯胺基团对一类Pt(Ⅱ)磷光发光材料非辐射跃迁调控的理论研究

采用密度泛函（DFT）和含时-密度泛函（TD-DFT）方法研究二苯胺基团对一类Pt（Ⅱ）配合物（M1~M3）光学性质的调控。通过与实验合成的分子对比，揭示苯胺基团取代位置和数量对电子结构和光学性质的调控规律。引入苯胺基团可有效地增大金属和配体的π共轭性。逐渐增多苯胺基团导致M3分子可以有效地增大吸收光谱的强度和金属到配体的电荷转移（MLCT）占比，有利于金属对光的吸收和自旋轨道耦合。M1~M3的发射峰在602~630 nm，发射光谱归属为³MLCT和配体之间的电荷转移（³LLCT）。通过对非辐射跃迁过程，即T₁（³MLCT）→ TS →金属中心三重态³MC （d-d）的研究，发现当二苯胺取代基团引入位置可以有效地增大分子内空间位阻时，形成S₀和T₁的系间交叉MECP能量变得更高，从而抑制了非辐射的概率，有利于发光性能提高。     

氰根和酚氧桥联M(Ⅱ)-Mn(Ⅲ)(M=Ru和Os)二维配合物的合成、结构与磁性

基于六氰根构筑单元[M（Ⅱ）（CN）₆]^4-与[Mn（Ⅲ）（salen）]⁺模块反应合成了2个新型酚氧和氰根混合桥联的M（Ⅱ）-Mn（Ⅲ）配合物{[Mn（Ⅲ）（salen）]₄[Mn（Ⅲ）（salen）（H₂O）]₂[M（Ⅱ）（CN）₆]}（ClO₄）₂·2H₂O（M=Ru （1）,Os （2）,salen^2-=双水杨酰胺乙基负离子）。单晶衍射结果表明：它们是结构类似的二维化合物,其中氰根桥联的七核[Mn（Ⅲ）₆M（Ⅱ）]²⁺单元进一步通过双酚氧桥相互连接构成二维层状结构。磁性研究表明：2个化合物通过酚氧桥均呈现反常的反铁磁耦合,基于自旋哈密顿算符Ĥ=-2J_MnMnŜ_Mn1Ŝ_Mn2拟合得到它们的磁耦合常数分别是J=-0.340 cm^-1 （1）和-0.561 cm^-1 （2）。     

两个Gd2配合物的晶体结构及磁制冷性质

使用多齿席夫碱配体（H₂L=pyridine-2-carboxylic acid （3,5-di-tert-butyl-2-hydroxy-benzylidene）-hydrazide）分别与Gd （dbm）₃·2H₂O （Hdbm=二苯甲酰基甲烷）及Gd （NO）₃·6H₂O反应,通过溶剂热法得到了2个新的Gd₂配合物[Gd₂（L）₂（dbm）₂（C₂H₅OH）₂]（1）和[Gd₂（L）₂（HL）₂（DMF）]·2CH₃CN （2）（DMF=N,N-二甲基甲酰胺）,并对其结构与磁性质进行了系统的研究。单晶结构分析表明配合物1中的每个中心Gd(Ⅲ)离子均为8配位,其配位几何构型为略微变形的三角十二面体,相邻的中心Gd(Ⅲ)离子通过2个μ₂-O连接形成了平行四边形的Gd₂O₂核心;配合物2中的每个中心Gd(Ⅲ)离子均为9配位,其配位几何构型为扭曲的球形单帽四方反棱柱,相邻的中心Gd(Ⅲ)离子通过3个μ₂-O连接形成了三角双锥形的Gd₂O₃核心。磁性测试表明配合物1和2具有磁制冷性质,其最大磁熵变（-ΔS_m）分别为20.16 J·K^-1·kg^-1（T=2.0 K,ΔH=70 kOe）和17.14 J·K^-1·kg^-1（T=2.0 K,ΔH=70 kOe）。     

基于[(Tp)Fe(CN)3]-氰基桥联双核配合物的合成、结构和磁性研究

采用[TpFe^Ⅲ(CN)₃]^-作为构筑基块，合成并表征了一个氰基桥联双核配合物[(Tp)Fe^Ⅲ(CN)₃Cu^Ⅱ(bpy)₂]ClO₄·CH₃OH (1)。对化合物1进行了晶体结构分析，其晶胞参数为a=0.904 26(5) nm，b=1.352 56(7) nm，c=1.556 02(8) nm，α=106.08(1)°，β=95.79(1)°，γ=91.01(1)°，P1空间群。在这个化合物中，[TpFe^Ⅲ(CN)₃]通过其中1个氰基与[Cu(bpy)₂]²⁺桥联，而另外2个氰基未参与配位。磁性研究表明，在化合物1中，Cu(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)离子之间表现为铁磁相互作用。用哈密顿函数H=-2JS_FeS_Cu对其χ_MT-T曲线进行了拟合，得到1的朗德因子g=2.34和交换常数J=5.52 cm^-1。     

基于轴手性配体的两个镧系金属配合物的合成、表征及其荧光性质

通过水热法，合成了2个基于轴手性配体2，2''-dinitro-4，4''-biphenyldicarboxylic acid（H₂nbpdc）的配位聚合物[La（nbpdc）（phen）（FA）]_n（1），[Eu（nbpdc）（phen）（FA）]_n（2）（phen=菲咯啉，FA=甲酸根），并且对2个化合物进行了红外、单晶X射线衍射、热重、荧光、CD谱及介电性质的研究。晶体结构测试表明，2个化合物结晶在正交晶系P2₁2₁2₁手性空间群，且具有相同的三维拓扑结构。荧光性质测定表明化合物1和2分别在606和 615.5 nm处有强的发射光谱。与此同时，固体CD谱测试进一步证实2个化合物具有手性。     

3,5-二(2',5'-苯二羧酸)苯甲酸构筑的金属有机配合物的荧光识别及磁性

设计合成了3种新颖的金属有机配合物（MOCs）：{[Pb₂（HL）（phen）]·2H₂O}_n（1）,{[Ni（H₃L）（4,4''-bipy）_1.5（H₂O）₄]·6H₂O}_n（2）和{[Ni₂（HL）（1,4-bibb）（H₂O）]·（CH₃CN）·H₂O}_n（3）（H₅L=3,5-二（2'',5''-苯二羧酸）苯甲酸,phen=1,10-菲咯啉,4,4''-bipy=4,4''-联吡啶,1,4-bibb=1,4-二（苯并咪唑）苯）,并通过单晶X射线衍射、红外光谱（IR）、热重分析（TG）和粉末衍射对它们进行结构表征。结构分析表明1是基于[Pb₂（μ₂-COO）₂（μ₁-COO）₄]SBUs的一维链状结构;2是二维层状结构,其拓扑符号为{4.6²}₂{4².6².8²};3是一个3D网络结构,其拓扑符号为{6².8⁴}{6⁴.8²}₂。进一步研究了配合物荧光和磁性能。荧光检测显示,配合物1在水溶液中可以高灵敏识别Fe³⁺和Cr₂O₇^2-离子。同时研究了配合物1对Fe³⁺和Cr₂O₇^2-猝灭机理。磁性分析表明配合物3中的Ni（Ⅱ）离子之间存在反铁磁相互作用。     

双核钌-DMBA双芳香炔化合物的合成和电化学性质

在弱碱性条件下,双核钌（Ⅲ）配合物Ru₂（DMBA）₄（NO₃）₂（DMBA=tetrakis-N,N''-dimethylbenzamidinate）与不同芳香炔反应（其中芳香基团包括：NAP^me,N-甲基-1,8-萘二甲酰亚胺;NAP^iso,N-异丙基-1,8-萘二甲酰亚胺;Naphth,萘;Ant,蒽）,制备了相应的端基炔取代配合物trans-Ru₂（DMBA）₄（C₂Ar）₂（Ar=NAP^me,1;NAP^iso,2;Naphth,3;Ant,4）。利用X射线晶体衍射测定了它们的结构。所有化合物的Ru-Ru 键长处于单键范围（0.245 0~0.249 1 nm）,它们均是抗磁性物质。进一步通过¹H NMR和UV-Vis-NIR光谱进行了表征。电化学研究表明,所有化合物显示出与芳香基团有关的2个可逆的单电子氧化还原过程（包括一个氧化过程和一个还原过程）。     

“开放型蝶形”[2Fe2S]化合物光催化产氢性能与机理探究

合成并表征了两个新的具有 “开放型蝶形” 结构的[2Fe2S]化合物A和B; 并以A和B为催化剂、 藻红B钠盐 (EBS^2-) 为光敏剂、 三乙胺 (TEA) 为电子给体和质子源, 构建了一个均相光催化产氢体系. 结果表明: 体系在pH为12, 体积比为1∶1的CH₃CN/H₂O溶液中,产氢活性最高,经4 h可见光照射,最大产氢量分别为156.1 μmol (37.9 TON vs. A) 和18.4 μmol (TON 4.6 vs. B); 催化剂中含有质子捕获位点, 有利于形成产氢活性中间体H₂-Fe₂S₂(η²-H²-Fe^IIFe^I) 物种, 从而提高催化剂的产氢活性. 在当前的体系中, 还原态的 Fe^IFe⁰ 物种通过^1* EBS^2-转移到Fe^IFe^I中心上, 然后再经历一个EECC (化合物A) 或ECEC (化合物B), 形成产氢活性中间体H₂-Fe₂S₂(η²-H₂-Fe^IIFe^I)物种, 最终产生H₂分子, 并使Fe^IFe^I 物种再生.