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团簇化合物(cluster compound)是当代无机化学及固态化学的重要研究领域,而多核3d-4f异金属团簇化合物是该领域研究中最活跃的热点之一,其在诸多领域,尤其是作为分子磁体、分子磁制冷剂在高密度信息储存、超低温制冷等领域应用前景广阔。当前3d-4f异金属领域的研究多集中于具有单分子磁体性质的多核簇合物,而单链磁体、分子磁制冷剂的报道还很少。据此,本论文以上述几种功能为导向,以甲酸根／氨基酸类分子为配体,筛选了数种结构新颖的3d-4f异金属簇合物,研究了如何调节簇合物的连接方式及空间排列,形成多维有序聚集体,并对其性质进行了系统研究。具体如下：1、以1,2-环己二胺四乙酸为配体,制备了两类四核[Ln2Co2]簇合物：具有μ4-O2-桥基、金属中心按3d-4f-3d-4f排列的正方形簇合物1-3和具有两个μ3-OH-桥基、以两个稀土离子做“身体”的“蝴蝶”状簇合物4-7。这两类化合物的合成受稀土离子半径和溶剂两个因素控制。对这些化合物中金属离子间的磁相互作用进行了分析。2、以甘氨酸和亚氮二乙酸为混合配体,得到了具有十一核共面双八面体构型的簇合物8([La2Ni9])和十七核双层结构的簇合物9-14([Ln5Nii2])。以脯氨酸和N-乙酸基脯氨酸为混合配体,得到了具有十七核双层结构的簇合物15([Gd5Ni12])。磁性分析表明簇合物14和15([Gd5Ni12])具有大的磁热效应,是潜在的超低温分子磁制冷材料。3、以甲酸根为配体,成功得到了两个一维直链型(16、17)和三个一维Z型(18-20)配位聚合物。它们均以金字塔型团簇[LnCu4]为基元,16、17中还存在着罕见的椅式阴离子水簇[(H2O)2(ClO4)2]2-。磁性分析表明17和20具有单链磁体的慢磁弛豫现象。4、以甘氨酸和甲酸根为混合配体,通过控制pH,得到了以三棱柱型团簇[LnCu6]为基元的一维波浪型(21-23)和三维(3,3)连接具有pcu-h拓扑结构(24-25)的配位聚合物。用丙氨酸代替甘氨酸,得到了以团簇[Ln6Cu24]为基元的三维(6,6)连接具有pcu拓扑结构的配位聚合物26-28。磁性分析表明26具有大的磁热效应,另外还发现配位聚合物的维数对磁热效应影响不明显。5、以D-青霉胺为配体,得到了以团簇[Ni6Ag8S12Cl]为基元的具有(3,3)连接的utg拓扑结构(29-31)、以团簇[Co2Ag3S6]为基元的具有(6,6)连接的pcu拓扑结构(32-34)的三维3d-4d-4f配位聚合物。性质研究表明它们具有手性、较好的刚性和热稳定性。