磁性材料是人民生活、社会工业和国防军事不可缺失的一部分,尤其是在现今的高密度存储和量子计算机方面举足轻重,但是传统的磁性材料发展已到达瓶颈,具体表现为最小颗粒尺寸已到达极限、单位面积存储量和计算量难以有数量级的提升。因此,探究新的磁性材料成为了科研工作者的研究重点。分子基磁体可以填补这一短处,它具有可调控拓扑结构、各向异性的自旋变化、金属离子间磁耦合作用、量子隧穿行为,这些特点能够带来体积小、运算速度快、信息容量大和工业应用成本低的优点,即可以用来制作分子单元存储器和量子计算机的处理器。分子基磁体包括两大类:低维分子磁体和高维分子磁体,前者囊括单分子磁体(SMM)和单链磁体(SCM)。分子磁体能够表现出磁性主要利用了分子内原子或离子的单电子白旋作用,其合成依赖于配位化学中配位磁化学这一分支,而配位化学的研究是基于有机配体与金属离子的配位,借助有机配体的结构刚性调控配位分子的整体结构、金属离子配位方式和金属离子的轨道单电子自旋来合成结构稳定、性能优异的晶体配合物。而已发表的相关磁性配合物合成工作都是建立在单核或者双核金属离子配合物上,缺少对金属离子间相互作用和结构调控的深入研究,尤其是异核三金属离子配合物研究更少。因此,研究重点是通过修饰有机配体来达到对分子配合物的结构调控合成出d-f-d’异核金属配合物,研究分子内金属离子间的相互作用和分子间的相互作用并探索他们的磁构效关系。内容是将不同的三种金属离子通过人为的排列组合结合到一个有机配体上,先通过螯合的方式制备d-f双金属前驱体,再经桥连的方式结合第三种金属离子。这一研究思路是整合不同金属离子的性质到一个分子中,通过静电作用、共价键和氢键作用合成出结构多样的配合物分子。配合物分子是以3-甲氧基水杨醛与二胺缩合得到的席夫碱作为有机配体,金属离子包含第一过渡系金属离子(CuⅡ,NiⅡ,FeⅢ,CrⅢ,CoⅢ)和镧系过渡金属离子(PrⅢ,GdⅢ,DyⅢ,TbⅢ,SmⅢ,HoⅢ,NdⅢ),分子结构含零维三核、零维八核和一维配合物。经过以上分析,本论文分别以1,2-丙二胺(C3H10N2)、乙二胺(C2H8N2)、2,2-二甲基-1,3-丙二胺(C5H14N2)、1,3-二氨基-2-丙醇(C3H10N2O)和 1,3-丙二胺(C3H10N2)为基体和3-甲氧基水杨醛缩合构筑有机配体,使用四水合乙酸镍(Ni(CH3COO)2·4H2O)、一水合醋酸铜(Cu(CH3COO)2.H2O)为第一金属离子盐;六水合镧系金属硝酸盐为第二金属离子盐;K3[Fe(CN6)]、K3[Co(CN6)]和K3[Cr(CN6)]为第三金属离子盐,过程中使用了不同的结晶方法进行自组装反应。最终成功得到26个新3d-4f-3d配合物:1.[Ni(L)Dy(H2O)4][Fe(CN)6]·3H2O 2.[Ni(L)Dy(H2O)4][Co(CN)6]·3H2O 3.[Ni(L)Dy(H2O)4][Cr(CN)6]·3H2O 4.[Ni(L)Ho(H2O)4][Fe(CN)6]·3H2O 5.[Ni(L)Ho(H2O)4][Co(CN)6]·3H2O 6.[Ni(L)Tb(H2O)4][Co(CN)6]·3H2O 7.[Ni(L)Gd(H2O)4][Co(CN)6]·3H2O 8.[Ni(L1)Gd(H2O)4][Fe(CN)6]·3H2O 9.[Ni(L1)Gd(H2O)4][Co(CN)6]·3H2O 10.[Ni(L1)Pr(H2O)4][Co(CN)6]·3H2O 11.[Ni(L1)Tb(H2O)4][Cr(CN)6]· 3H2O 12.[Cu(L3)Gd(H2O)4][Co(CN)6]3H2O 13.{[Cu(L2)]2Gd(H2O)[Fe(CN)6]}2·2DMF 14.{[Cu(L2)]2Gd(H2O)[Co(CN)6]}2·2DMF 15.{[Cu(L2)]2Gd(H2O)[Cr(CN)6]}2·2DMF 16.{[Cu(L2)]2Pr(H2O)[Cr(CN)6]}2·2DMF 17.{[Cu(L2)]2Sm(H2O)[Cr(CN)6]}2·2DMF 18.{[Cu(L2)]2Sm(H2O)[Co(CN)6]}2·2DMF 19.{[Cu(L2)]2Nd(H2O)[Cr(CN)6]}2·2DMF 20.{[Cu(L2)]2Pr(H2O)2][Co(CN)6]}n·9nH2O 21.{[Cu(L2)]2Pr(H2O)2][Cr(CN)6]}n·9nH2O 22.{[Cu(L3)Gd(H2O)][Co(CN)6]}n·8nH2O 23.{[Cu(L4)Sm(H2O)3][Co(CN)6]}n·2nH2O 24.{[Cu(L4)Pr(H2O)3][Fe(CN)6]}n·2nH2O 25.{[Cu(L4)Pr(H2O)3][Co(CN)6]}n·2nH2O26.[Cu(L4)Nd(H2O)3][Fe(CN)6]}n·2nH2O对配合物进行了单晶X射线衍射测试和红外测试来确定结构,并对配合物1-7、14、17-19和21进行了磁性测试,结构分析表明通过更换结晶方法和物料当量比成功地进行调控,配合物1-12为三核单分子结构,配合物13-19为八核单分子结构,配合物20、21为螺旋链状结构,配合物22为Z型链状结构,配合物23-26为梯形链状结构。磁性分析方面通过差值法验证了:1、配合物中金属离子间存在铁磁性作用或反铁磁性作用;2、过渡金属离子与镧系金属离子之间存在着明显的各向异性作用和各向同性作用;3、含有DyⅢ、HoⅢ离子的配合物具有分子磁体的特性。该课题对配合物结构调控提供了有力的理论依据,同时也进一步加深了对金属配合物磁构效关系研究。