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纳米磁性材料随着信息技术中高密度磁存储设备和量子计算机的快速增长,引起了科学工作者的广泛兴趣。近年来,伴随着科学工作者们对纯稀土配合物在光学、电学、磁学方面潜在应用的开发,稀土配合物再一次成为人们研究的热点,众多的科学家对这一类配合物的组成、结构及不同方面的性质进行了深入研究,并取得了一系列突破性的进展。本论文主要选取二个含有吡啶环的配体与稀土盐发生反应,得到系列的4f配合物,确定它们的晶体结构,研究相关的性质,并取得了部分创新的成果。论文的主要研究内容如下:1.我们利用2-吡啶甲醛与乙醇胺反应得到的配体,在三乙胺存在的条件下与稀土硝酸盐反应得到了 5 个九核的稀土配合物:[Ln9L4(μ4-OH)2(μ3-OH)8(NO3)8(CH3OH)2(H2O)2](NO3)·xMeOH·yH2O(Ln = Eu(1,x = 1,z =6),Tb(2,x = 2,z = 4),Dy(3,x = 4,y = 7),Ho(4,x = 1,y = 8),Er(5,x = 3)。通过 X-射线单晶衍射仪确定了配合物(1)-(5)的空间结构,通过热重分析和元素分析确定了客体及溶剂分子的数量,并进一步进行了红外光谱、荧光和磁学性质表征。五个配合物的结构骨架均可以看做是由两个四方锥通过共顶点而形成的沙漏状结构。它们互为异质同晶体,并没有呈现从中稀土到重稀土配合物骨架结构上的明显变化;它们的荧光测试表明发光性能有所不同,配合物(2)、(3)、(4)、(5)是受稀土离子配位微扰导致的配体内部π-π*电荷跃迁引起的发光,配合物(1)实现了配体能量的有效转移,表现出很强的Eu3+离子的特征发光。配合物(1)-(5)的变温磁化率在温度2-300 K范围内的测试表明,五个配合物簇内金属离子间主要表现为反铁磁相互作用。交流磁化率测试表明,只有配合物(3)的虚部有明显的频率依赖,表现为单分子磁体行为。2.利用2-吡啶甲醛和二甘醇胺反应制备配体,得到了一个双核的配合物[Gd2(C10H13N2O2)2(NO3)4]·CH3OH·6H2O(6),在实验过程中,我们用原位合成的方法得到了另外两个 配合物,一个为 九核的[Gd9(C4H10NO2)8(μ3-OH)8(μ4-OH)2(NO3)8](NO3)·CH3OH·6H2O(7),另一个为十二核的[Gd12(C6H4NO2)8(μ3-OH)16(NO3)8](NO3)4·3CH3OH·15H2O(8)。对于这三个配合物而言,配合物(6)为目标席夫碱得到的配合物;配合物(7)为在原位反应过程中二甘醇胺单独参与反应得到的配合物,在此过程中2-吡啶甲醛并未参与结构的构筑;配合物(8)为2-吡啶甲醛在原位过程中被氧化,变成2-吡啶甲酸得到的配合物,在此过程中一二甘醇胺并未参与结构的组成。我们对这个合成的过程进行了研究,我们发现2-吡啶甲醛,二甘醇胺,三甲基乙酸,三乙胺这四种物质在合成这些配合物的过程中缺一不可,都具有至关重要的作用;根据稀土 Gd(III)离子的特性,我们还对这三个配合物的磁致冷性质做了研究,发现配合物(6)在4 K时的磁熵值最大为20.1 JKg-1KC1,配合物(7)在2 K时的磁熵值最大为23.9 JKg-1K-1,配合物(8)在2 K时的磁熵值最大为26.5 JKg-1K-1。3.用类似于2-吡啶甲醛的2-醛基-8-羟基喹啉与水杨酰肼反应得到一个酰腙配体,再通过酰腙配体与稀土硝酸镝、醋酸镝反应得到了三个不同的稀土配合物[Dy2(C17H13N3O3)2(CH3COO)2(DMF)2](9)、[Dy4(C17H13N3O3)4(CH3O)4]·2CH3OH(10)和[Dy4(C17H13N3O3)4(H2O)2(CH3O)2]·3H2O(]])。我们对配合物(9)、(10)、(1])进行了磁学性质研究,在2-300 K温度下的变温磁化率测试结果表明配合物(9)内两个金属Dy(Ⅲ)离子间是以铁磁交换作用为主,配合物(10)、(11)簇内金属Dy(Ⅲ)离子间主要以反铁磁相互交换作用为主。交流磁化率测试结果显示,配合物(9)、(10)、(11)在虚部均有信号,都具有单分子磁体行为。