高核稀土-氧簇Ln19的组装、结构与磁性研究

因其奇特的物理和化学性质,高核稀土-氧簇已经成为配位化学中极其活跃的领域之一并受到广泛关注。然而,由于稀土离子具有较高的配位数和多变的配位几何构型,高核稀土-氧簇的合成及组装仍极具挑战性。采用螯合配体1,2-环己二胺四乙酸(2,2′,2″,2′″-(Cyclohexane-1,2-diylbis(azanetriyl))tetraacetic acid, H4CDTA)控制稀土离子水解,得到了两个零维盘状结构的高核稀土-氧簇Ln₁₉(Ln=Dy为化合物1, Ln=Tb为化合物2)。在相同条件下,采用乙二胺四乙酸二钠盐(Disodium edetate dihydrate, Na2H2EDTA)控制稀土离子水解,得到两个以Ln₁₉为构筑基元的一维链状化合物3(Ln=Dy)和4(Ln=Tb),以及两个以Ln₁₉为构筑基元的三维框架化合物5(Ln=Dy)和6(Ln=Tb)。结果表明,通过改变螯合配体的空间位阻可以实现以高核稀土-氧簇为节点的多维配位聚合物的可控组装。磁性研究表明,化合物1~6均表现出弱的反铁磁相互作用。     

稀土簇基金属有机框架的合成、结构及磁学性质

通过溶剂热法合成出了两种稀土簇基金属有机框架材料:{[Ln_7(OH)_8(HOCH_2COO)_8(H_2O)_3]·Cl_5·3H_2O}_n(Ln=Gd(1),Dy(2))。磁性研究表明,化合物1在低温下具有较大的磁热效应,在3 K、7 T时磁熵变值高达44.4 J/(kg·K),化合物2在不加直流场的情况下具有明显的频率依赖性,表明化合物2具有缓慢弛豫的性质。此外,粉末衍射结果发现,化合物1和2具有非常高的化学稳定性,其可稳定存在于pH值1~14的水溶液及沸水中。结果表明,稀土簇基金属有机框架材料在低温磁制冷方面具有潜在的利用价值。