​强磁场中心王振兴团队获异核双金属自由基研

图片 1

图片 2

  近两年来,ESR研究团队依托ESR科学实验站,已经为北京大学、南京大学、中山大学、厦门大学、西安交通大学、中国科学院福建物质结构研究所等国内十余家研究单位提供了开放共享服务,进行了分子基磁体、自旋交叉材料、磁卡热材料、低维量子阻挫材料等方面的实验测量与研究,累计开展课题研究20余项,对外开放机时超过2500小时,实验平台资源得到充分利用。与此同时,ESR研究团队与国内外多家单位积极开展合作研究,目前已在《化学科学》、《美国化学会志》、《德国应用化学》等国际知名期刊联合发表论文十余篇,开放成效显著。国家脉冲强磁场科学中心ESR科学实验站及其团队的工作,不但凸显了我校ESR实验平台优势,推动了ESR平台下相关科学研究的开展,也进一步扩大了脉冲强磁场实验装置在相关研究领域的影响力。

分子基磁性材料是一类在分子水平上通过超分子组装得到的新型磁性材料。将磁光双功能复合在同一个分子材料体系中并实现不同功能之间的耦合,是实现高密度信息存储、信息转换的重要方法之一,相关研究将进一步推动分子基磁性材料和新型多功能分子材料的应用与器件化研究。郑丽敏教课题组成功制备一例包含蒽基的稀土镝单离子磁体,利用蒽基的可逆[4 4]环加成反应,实现了光致分子磁性和光学性质的可逆调控。相对于光照前的化合物,光二聚产物的单分子磁体能垒增加一倍,发光颜色从黄绿色变为蓝白色,同时伴随可逆的单晶到单晶的结构转换。这一工作为设计合成可应用于磁光存储或开关器件的双稳态智能分子材料提供了新的途径。

  8月30日,美国化学会旗舰杂志《美国化学会志》正式刊发了题为“作为功能材料前驱体的半夹心金属羰基配合物:从近红外染料到单分子磁体” 的论文。该论文由我校国家脉冲强磁场科学中心王振兴副教授与南京大学王新平教授、宋友教授,美国加州大学戴维斯分校Philip P. Power教授等合作完成,王新平教授、宋友教授、王振兴副教授及Philip P. Power教授为文章的共同通讯作者,强磁场中心欧阳钟文教授、博士生尹磊参与了相关工作。

  2013年,国家脉冲强磁场科学中心建成我国第一套强磁场高频ESR装置,组建了ESR科学实验站及研究团队,欧阳钟文、王振兴为实验站负责人。实验站基于50特斯拉级的脉冲磁场系统和60-750 GHz的微波源,能够为化学、物理和生物等领域的广大科研人员提供一个高灵敏度和高分辨率的ESR实验平台,为开展分子基磁性配合物、低维和阻挫磁性材料的磁各向异性、自旋动力学、磁激发等科学研究提供了独特的平台支撑。

(化学化工学院 科学技术处)

  半夹心金属羰基配合物是一种众所周知的金属有机化合物,这类化合物能够提供17电子的自由基阳离子,反应活性远高于18电子前驱体,对当量化学反应和催化转变的研究至关重要,在有机合成和金属有机化学中扮演着极其重要的角色。其中,双原子半夹心金属羰基配合物是研究金属蛋白和金属基功能材料中金属-金属化学键的关键材料,目前还未出现含有金属-金属半化学键的异核双金属自由基的报道。为此,王振兴所在的电子自旋共振团队和合作者们定向合成了Cr-Co异核双金属化合物和Cr-Cr同核双金属化合物,并运用晶体学、光学、磁测量学、强磁场ESR等多种手段,对其氧化处理后的物质形态及性质等进行表征分析与研究。研究发现,经过脱电子氧化,Cr-Co异核双金属化合物转变为一个异核双金属自由基,该异核双金属自由基有一个长且弱的Cr-Co键,含有独特的金属-金属半化学键,其近红外吸收带远低于已报道的双核金属羰基配合物。同时,另一个Cr-Cr同核双金属化合物在脱电子氧化后出现一种分解产物,这种分解产物的晶体在戊烷中发生了单晶到单晶的转换,变成了一种新晶体,这种新晶体展现出了明显的单分子磁体性质。该项研究首次报道了含有金属-金属半化学键的异核双金属自由基,为金属羰基配合物氧化处理制备成具有特定功能的新材料提供了有效途径。

单晶到单晶转变过程

图片 3

  论文链接:

图片 4

以上研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部国家重大研发计划和人工微结构科学与技术协同创新中心的支持。

  据了解,此次发表在《美国化学会志》的研究成果,是强磁场中心ESR团队近期在《化学科学》、《德国应用化学》发表论文后的又一重要成果。这些成果是ESR团队围绕分子基磁性材料开展的系列研究,揭示了分子基磁性材料的相关磁特性及物理化学变化,拓展了人们对该类材料的认识,为今后的深入研究奠定了理论与实验基础。

  8月1日,英国皇家化学会旗舰杂志《化学科学》正式刊发题为“紧凑无孔分子簇晶体内无结晶度损失的化学反应” 的论文。该成果由湖北大学曾明华团队、法国斯特拉斯堡大学M. Kurmoo教授、我校国家脉冲强磁场科学中心电子自旋共振研究团队等来自中、美、日、法的多位科学家历时3年合作研究完成。曾明华教授和M. Kurmoo教授为通讯作者,国家脉冲强磁场科学中心王振兴副教授为共同第一作者,中心欧阳钟文教授、高端外国专家H. Nojiri教授参与了相关工作。该成果也是基于ESR平台的最新研究成果。

图片 5

图片 6

最近,化学化工学院郑丽敏教授课题组在基于金属有机膦酸的磁光双功能材料研究中取得重要进展,其成果“Reversible SC-SC Transformation involving [4 4] Cycloaddition of Anthracene: A Single-Ion to Single-Molecule Magnet and Yellow-Green to Blue-White Emission” 于2018年7月9日刊登在德国应用化学上(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 8577–8581; DOI: 10.1002/anie.201804102)。我院2017级博士研究生黄信达为该论文第一作者,郑丽敏教授为论文的通讯作者。

ESR研究团队合影

  该项工作针对化学反应中单晶到单晶的转变过程,ESR团队与合作者利用脉冲强磁场科学装置,运用晶体学、磁测量学、强磁场电子顺磁共振、穆斯堡尔谱等多项研究方法与手段,对FeII4(mbm)4Cl4(MeOH)4向[FeIII4(mbm)4(OH)4Cl4]·2H2O的转变过程进行了系统跟踪和仔细研究。研究发现,在这种非常罕见及独特的气体与固体之间的化学反应中,四核铁单晶展现出了巨大规模的客体分子迁移行为,并同时伴随配位甲醇的离去、铁的氧化、氧气的还原以及氢氧根基团的插入等诸多物理化学变化,这在以往研究无孔分子基材料从单晶到单晶转变过程中还从未出现过。该项研究进一步拓展了人们对分子簇中单晶到单晶转变现象的认识。

本文由北京28官网发布于科学知识,转载请注明出处:​强磁场中心王振兴团队获异核双金属自由基研