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《东北师范大学》 2005年
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四硫代富瓦烯基电、磁和电磁双功能材料的合成以及表征研究

王磊  
【摘要】:分子磁性材料是近几十年发展起来的新兴材料,作为高度有序的分子体系,它具有很多传统的磁性材料不具有的优越性质:密度低,溶解性好,透明,可调节性,良好的机械性能,低能耗,这些使它成为了科学家们研究的一个焦点。 有机导体和有机超导体是在人们改变了错误的认识--有机物是电绝缘体以后蓬勃发展起来的。近年来,理论和实践都证明了某些特殊有机材料经过掺杂或与其它有机或无机离子结合之后,能够转变为导体或甚至超导体。 60 年代初期,Little 和 McConnell 分别提出基于分子体系的室温超导体和铁磁体可能存在的理论预言,激励着人们为寻找这样的体系做出不懈的努力。有机分子和配位化合物的多样性使设计和合成具有电、磁两种物理性质的化合物成为可能。同一化合物所表现出来的物理性质可以互相关联或具有协同效应,具有重大的理论意义和应用前景。 在电磁双功能分子的设计合成方面,将磁性无机离子引入到分子导体中来仍是目前发展的方向。如何引入无机离子,一般认为在实验上有两种有效方法:(一)、将无机阳离子与有机给体分子通过分子间作用组装在一起,所组装成的分子导体将会满足发生非直接磁交换作用的条件:一是材料呈现金属导电性;二是网络间存在强烈的相互作用,在有机分子和无机亚晶格之间产生磁相互作用。(二)、将有机给体分子与无机顺磁阳离子直接以配位键相连,这样,一个化合物就可能同时具有导电性和磁性,这方面的例子还很少。 本论文分别使用了上述两种方法尝试合成电磁双功能材料。我们合成了吡啶取代的四硫代富瓦烯(Py-TTF),然后组装金属有机配合物。在这系列实验中,我们首先进行了基础原料的合成,合成了一系列的乙酰丙酮过渡金属盐:Ni(acac)_2、Co(acac)_2、Mn(acac)_2和 Fe(acac)_2,尤其是我们在文献的基础上可以实现贵重原料--四硫代富瓦烯(TTF)大量合成,这将为此方面的后继工作打下坚实的基础。我们合成了 Py-TTF,研究了它的电化学性质,并且得到了 Ni(acac)_2(Py-TTF)_2 晶体,最终产物的晶体制备提供了将有机给体分子与无机顺磁阳离子直接以配位键相连方法中为数不多的例子,而且,我们用吡啶直接与 TTF 相连,使 TTF 与顺磁离子距离更近,相互作用可能会更加强烈。量化计算显示如此的连接配位方式可能导致铁磁相互作用,本工作可以在实验上证实这一理论预测。 我们还合成了四硫甲基四硫代富瓦烯(TTMTTF),用电化学结晶的方法通过分子间作用将无机离子引入分子导体内。首先合成原料 TTMTTF 以及无机盐,使用四甲基氨草酸铁((Me_4N)_3FeO_(x3)和四甲基氨四氯化铁(Me_4NFeCl_4),分别与 TTMTTF 在 CH_2Cl_2溶剂中得到了相同的产物(TTMTTF)FeCl_4,虽然在加入(Me_4N)_3FeOx_3的体系没有得到预期产物,但是可以确定在电化学条件下,(Me_4N)_3FeO_(x3)发生了分解,提供了 Fe~(3+);同时,CH_2Cl_2 也发生了分解提供了 Cl~-,这样形成了(TTMTTF)FeCl_4。另一个实验结果
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB34

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