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摘 要

战国时代的中国，就有人开始了对磁性材料的探索与研究，人们发现了磁石并且运用磁性的原理发明了司南；数百年前欧洲，法拉第等科学家对物质磁性进行了相关的理论研究。物质的磁性就是指物质的能量随着外界磁场的变化而变化的现象。20世纪中期，科学家们对分子材料不断探索研究，极大地促进了分子材料的发展，例如有机分子光学材料、分子导体、分子磁体等都得到了空前地发展。其中，Ni(dmit)₂分子基磁性材料在其性质特征上具有多种优点，这种新型材料在物理、化学、生物等领域及其交叉领域都显示出了巨大的潜力。Ni(dmit)₂分子基磁性材料的研究与发展极大地丰富了分子磁学的研究范围。

本论文建立在在前人的研究的基础之上，我们将详细阐述新的镍二硫烯配合物[C₃-4-APy][Ni(dmit)₂]₃的合成过程，我们将会使用dmit配体和带有长烷基链的4-氨基吡啶平衡阳离子来完成合成；用钠和二硫化碳为原料进行合成。我们还对合成所得的晶体进行了单晶结构的标定，并对其做了红外光谱检测和X-射线粉末衍射检测。

关键字： [Ni(dmit)₂] 合成 晶体结构

Synthesis and Characterization of Ni(dmit)₂ molecule-based magnetic materials

Abstract

In the Warring States Period of China, some people started the exploration and research of magnetic, they found the magnet and invented the compass based on the magnetic principle; hundreds of years ago in Europe, Michael Faraday and other scientists started the theoretical studies of the magnetic substance. Magnetic substance refers that the energy of the matter were changed with change of the external magnetic field. Mid-20th century, scientists continue to explore on the molecular materials, which greatly promoted the development of molecular materials, such as organic optical materials, superconductors and molecular conductors, molecular magnets and so has been an unprecedented development. Wherein, Ni(dmit)₂ molecule-based magnetic material has a number of advantages in its characteristic nature, this new material have shown great potential in physics, chemistry, biology, and other fields and cross-cutting areas. Ni(dmit)₂ molecule-based magnetic material research and development have greatly enriched the scope of the study of molecular magnetism.

In order to expand our research in magnets behave spin transition and spin bistability, [C₃-4-APy][Ni(dmit)₂]₃ were synthesized by using the [Ni(dmit)₂]^- and the 1-alkyl-4-aminopyridinium in this thesis. It was characterized by IR spectroscopes and XRD . The single crystal structures were determine.

KEYWORDS: [Ni(dmit)₂]; Synthesis; Crystal structure

目 录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT …………………………………………………………………Ⅱ

第一章 综 述 1

1.1 研究背景 1

1.2 分子磁性材料目前热点研究体系 1

1.2.1 有机自由基分子磁性材料 2

1.2.2 有机自由基- 金属配合物分子磁性材料 2

1.2.3 金属配合物分子磁性材料 3

1.3 分子导体研究进展 3

1.3.1 概述 3

1.3.2 分子导体的类型 4

1.3.3 dmit配合物的经典合成法^[31-34] 6

1.3.4 dmit配合物合成方法优缺点 7

1.4 DMIT光导材料的研究进展 8

1.5 小结 9

第二章 实验材料与合成 10

2.1 前言 10

2.2 实验材料 10

2.2.1 原料与试剂 10

2.2.2 实验仪器 11

2.3 配合物制备（步骤） 12

第三章 结果表征 14

3.1 单晶结构测定 14

3.2 X-射线粉末衍射（PXRD） 16

3.3 红外光谱 17

第四章 展望 18

致谢 19

参考文献 20

第一章 综 述

1.1 研究背景

从1980年开始，人们开始注重研究开发新型材料。人们将目光转向分子基功能材料(molecule-based materials)，对这种新型的软材料进行了深入研究。这种新型分子材料发展潜力巨大，现已成为物理学、化学乃至生物学领域中非常炙手可热的重点科学研究内容^[1]，主要研究这种材料的磁性、超导性质、信息存储等特殊功能性质材料的设计、合成与应用开发^[2-4]。

分子基材料与传统无机分子材料有所不同，它一般是以有机自由基分子的形式存在，或者是有机自由基与金属离子结合。分子材料具有磁性的原因是自由基分子带电荷，它们能够相互结合，形成稳定的结构，这种结构与分子材料的磁性有关。其中，有机—金属配合物分子是这种新型分子材料研究的重要领域；这种分子材料兼具了有机和无机的双重特性，它的两个自旋载体的相互作用会使分子产生不同的性质与功能。因此，对于有机—金属配合物分子的研究具有非常重要的理论意义和应用潜力，可以应用于分子磁体、电导材料和光学材料等领域^[5-8]。以下将就着三个方面进行论述。

1.2 分子磁性材料目前热点研究体系

20世纪中后期，各国科学家开始将研究方向转向分子磁体研究与开发，为分子磁学的发展带来新的活力^[11]。

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