二酮镝单分子磁体的制备及性能调控

分子磁体兼具有机分子和无机金属离子的特征，具有多变的结构和丰富的磁性，是一类非常重要的新型软磁材料，有望应用于未来的信息记录、磁感应、航天和微波材料等领域。由于分子磁体没有伸展的离子键、共价键和金属键，分子磁体易溶于有机溶剂，可得到化合物的单晶和详细的结构信息，有利于将磁性与晶体结构关联起来，成为近年研究的热点。稀土镝具有高的电子自旋基态、强的自旋轨道耦合及磁各向异性，其配合物呈现出良好的磁学性能，为发展分子磁体提供了重要的研究基础。基于此，研究低核数、高对称性的稀土镝单分子磁体及其结构和磁性的调控效应，探究磁构关系和磁动力学行为，对理解稀土单分子磁体的物理、化学本质及实际应用具有重要意义。
本书选择二酮镝化合物为研究对象，探寻引入双齿帽式含氮化合物或多齿希夫碱化合物等辅助配体对β- 二酮类稀土镝单分子磁体结构和磁性的调控效应，分析结构调控引起磁弛豫行为的变化，旨在阐明影响稀土镝单分子磁体动态磁性能的因素，为配合物分子磁体的可控合成提供坚实的理论指导和经验。基于此，共编写了5 章内容，第1 章概述了稀土镝单分子磁体的研究现状及发展前景；第2 章至第5 章研究了数例结构多样的单核及双核β-二酮镝配合物，对其晶体结构进行了详细分析，阐述不同侧链取代基的β- 二酮有机配体及多种含氮辅助配体、配体效应及溶剂效应等因素，以及对目标物结构和磁性的调控效应，并结合理论计算与磁性测试结果探究了β-二酮镝配合物分子磁体的磁构关系和磁弛豫机理，阐明了影响二酮镝单分子磁体弛豫动力学的因素。
本书在著写过程中，得到了西北大学高胜利、谢钢、杨奇，宁夏大学宋伟明等有关专家学者的帮助。在此，一并表示衷心的感谢。本书在撰写过程中参考了国内外有关文献资料，在此向有关著作者表示深切的感谢。
本书内容涉及多学科领域，一些问题还有待进一步研究，加之作者水平所限，书中难免存在不足之处，敬请读者提出批评和建议。

编著者 　
2022 年4 月 

刘翔宇，宁夏大学副教授。长期从事分子基磁性材料的制备及表征研究。开展了二酮稀土镝分子磁体的制备、结构及性能研究，探究了二酮类稀土镝单分子磁体结构和磁性的调控效应，旨在阐明影响稀土镝单分子磁体动态磁性能的因素，为配合物分子磁体的可控合成提供了坚实的理论指导和经验。发表论文71篇，主持国家自然科学基金等项目7项，主编出版学术著作1部、授权发明专利3项，荣获宁夏科技进步奖1项，指导研究生获得宁夏回族自治区优秀硕士学位论文2篇，荣获宁夏优秀自然科学论文一等奖、二等奖、三等奖各1项。

本书结合作者多年从事单分子磁体的构筑及性能研究所积累的经验，总结了β-二酮类稀土镝单分子磁体磁构关系的有效调控方法，并提供了相关的最新文献资料。
全书内容分为5章。第1章概述了稀土镝单分子磁体的研究现状及发展前景；第2章至第5章介绍了数例结构多样的单核及双核β-二酮镝配合物，对其晶体结构进行了详细分析，阐述了不同侧链取代基的β-二酮有机配体及含氮辅助配体、配体效应及溶剂效应等因素，对目标物结构和磁性的影响，并结合理论计算与磁性测试结果，探究了β-二酮镝配合物分子磁体的磁构关系和磁弛豫机理，阐明了影响二酮镝单分子磁体弛豫动力学的因素。
本书可供稀土材料、分子材料等相关领域的研究人员参考使用。

第1章 概述 001
1.1　单分子磁体简介 002
1.2　稀土镝单分子磁体的研究现状 003
1.2.1　单核稀土镝单分子磁体 004
1.2.2　多核稀土镝单分子磁体 010
1.3　影响设计和合成稀土镝单分子磁体的因素 012
1.4　β- 二酮类稀土镝单分子磁体的研究现状 014
1.5　小结 019
参考文献 021

第2章 帽式辅助配体调控β-二酮镝配合物 027
2.1　引言 028
2.2　目标分子的合成 028
2.3　结构表征及分析 030
2.3.1　晶体数据 030
2.3.2　晶体结构描述 034
2.3.3　X 射线粉末衍射分析 036
2.4　磁性表征及分析 037
2.5　理论计算与分析 056
参考文献 060

第3章 辅助配体结构修饰调控β-二酮镝配合物 063
3.1　引言 064
3.2　目标分子的合成 064
3.3　结构表征及分析 066
3.3.1　晶体数据 066
3.3.2　晶体结构描述 069
3.3.3　X 射线粉末衍射分析 071
3.4　磁性表征与分析 072
3.5　理论计算与分析 092
参考文献 097

第4章 溶剂调控β-二酮镝配合物 101
4.1　引言 102
4.2　目标分子的合成 102
4.3　结构表征及分析 104
4.3.1　晶体数据 104
4.3.2　晶体结构描述 107
4.3.3　X 射线粉末衍射分析 109
4.4　磁性表征及分析 110
4.5　理论计算与分析 120
参考文献 124

第5章 多齿希夫碱配体辅助的双核β-二酮镝配合物 127
5.1　引言 128
5.2　目标分子的合成 128
5.3　结构表征及分析 129
5.3.1　晶体数据 129
5.3.2　晶体结构描述 131
5.3.3　X 射线粉末衍射分析 135
5.4　磁性表征与分析 135
5.5　理论计算与分析 144
参考文献 150