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随着化学、物理以及材料科学工作者们对分子双稳性现象的深入研究,人们逐渐意识到,对具有分子双稳性的化学体系的研究工作,不仅在基础科研方面具有重要的意义,而且在开发新一代的分子器件材料方面具有广阔的应用前景。然要将双稳态材料真正应用到工业化中,当下仍有很多难题亟待解决,例如对自旋交叉或者价态互变发生的决定性条件的透彻的理解和掌握,外界因素比如压力、光照等对两种转变发生的影响;如何实现这两种现象转变的可控性,尤其是使之达到室温附近且具有较宽热滞宽度的转变等等。而目前关于多核或高维数的双稳态材料的报道十分少见,但其能够提供丰富的结构信息及模板信息。如何得到多核或高维数,高转变温度的此类双稳态化合物这一难题仍摆在当前化学家、物理学家面前。本文选取了不同的桥联配体,合成了新颖的多核及较高维数的双稳态化合物,并研究了外界因素比如温度、压力改变,光激发等对于此类双稳态化合物转变行为的影响效应以及它们作为高维数化合物所具有的特性。
1、构筑具有自旋交叉性质的聚合框架结构。为了得到较高维数的自旋交叉聚合物,借鉴合成MOF总结出来的经验,选用多齿吡啶配体与中心离子键合,得到了三维自旋交叉配合物。通过晶体结构解析,确定其是具有PtS结构的三维穿插体系,通过磁性测试研究了其在不同外界条件(温度、压力)改变影响下的自旋交叉行为。
2、双核钴价态互变行为的研究。相对于单核价态互变体系,多核或者高维聚合物往往具有有趣的协同性以及独特的转化性质,为此首先合成了三个由相似的端基配体组成的双核钴价态互变化合物,发现其中一例化合物是唯一拥有两个晶体学上不同的八面体钴离子中心的双核钴化合物,并且可以看出是明显的单向电子转移。讨论了其结构与价态互变转变行为的相互关系,并研究了这三个化合物的外加压力效应对于互变转变行为的影响效应。
3、延展体系中的价态互变行为。选取3,5-二叔丁基邻苯二酚作为电活性配体,选取内消旋-α,β-二(4-吡啶基)乙二醇作为桥联配体,合成了“之”字状的一维链状价态互变化合物,并研究了其在热致和光致条件下的价态互变现象。为了得到高维数的价态互变化合物,选用与构筑高维自旋交叉框架的同系列多齿配体,成功地得到了第一个二维也是迄今为止最高维数的价态互变化合物。