科研人员在低价稀土配位化学研究方面取得进展

日期： 2023-12-07

浏览次数: 32

来源：科学网

西安交通大学前沿院郑彦臻教授课题组通过采用大位阻脒基配体首次合成非传统二价稀土镝基与铽基配合物，发现脒基配体骨架不仅能够很好地稳定Dy(II)和Tb(II)离子，使其形成室温稳定的中性且C-Ln-C线性配合物骨架，同时在该配位构型下，配体对稀土中心施加非常强的配体场，使其产生大的磁各向异性和高的自旋翻转能垒，有效磁翻转能垒分别高达1920 K和1964 K，是目前二价单核单分子磁体的新纪录。近期，该研究成果发表在《美国化学会志》上并被选为封面文章。

稀土离子普遍稳定在正三价态Ln(III)，除了常见的传统正二价离子Sm(II)、Eu(II)和Yb(II)外，含有其他Ln(II)离子的配合物相对较少，因为它们具有较高的Ln(III)/Ln(II)还原电位，难以合成分离。通过化学家们不断努力，在过去的二十五年里，除了放射性Pm，所有正二价稀土配合物逐渐被分离出来，配体场已被证明是决定Ln(II)还原电势、热稳定性以及是否表现[Xe]4fn+1或[Xe]4fn5d1价电子构型的关键。由于部分非传统二价稀土离子具有较4f电子弥散性更强的5d轨道电子，因此相较于三价稀土，该类二价稀土配合物在分子磁性方面表现出更大的潜力，比如创纪录的高磁化率，基于稀土金属-金属键的高性能单分子磁体（SMM）行为，以及作为自旋量子比特的潜力。但目前大多数二价稀土配合物合成及研究主要集中在环戊二烯体系，并且通常在常温下表现热不稳定，与常见的有机溶剂反应而分解。

通过详细谱学、磁性、电子顺磁共振等实验表征并结合理论计算后发现该二价稀土基态为4fn5dz21电子结构，且4f与5d电子更接近于J-s耦合方式。该研究对热稳定二价稀土单分子磁体体系进一步扩展，说明配体供体性质和配位构型在决定非传统Ln(II)配合物的热稳定性和磁性质方面同样重要，为后续高稳定性非传统二价稀土配合物的合成有重要的指导意义，同时为镧系配体场，电子结构和磁性之间的关系提供新的见解。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.3c07978

上一篇：新能源材料超快动力学团队在稀土基钙钛矿防伪应用方面取得重要进展下一篇：《废弃离子型稀土矿山生态修复技术研发与应用》入选首批国土空间生态修复创新适用技术

Hot News / 相关推荐

稀土氧化物助力超稳定催化，科学家实现高效氢能生产

2025 - 04 - 02

点击次数: 19

来源：北京大学化学与分子工程学院《自然》杂志2月12日刊发了一项颠覆性催化技术突破：北京大学马丁教授团队与中国科学院大学周武教授团队合作，成功开发出全球首例兼具超高活性与超长稳定性的甲醇-水重整制氢催化剂。该研究通过独创的稀土氧化物"纳米防护盾"技术，将铂基催化剂的持续工作时间提升至1000小时以上，催化转化数(TON)突破1500万次大关，为氢能规模化应用扫除关键障碍。研究团...

南京大学唐少春教授团队JMST：精准调控原子掺杂二维稀土氧化物纳米片实现高性能OER催化剂

2025 - 04 - 02

点击次数: 18

来源：能源学人南京大学唐少春教授团队研究发现，通过精准调控原子掺杂二维稀土氧化物能实现超高活性和稳定性的催化剂，特别有趣的是，A位掺杂LaFeO3催化活性（B-LaFeO3）明显优于B位掺杂（A-LaFeO3）。团队利用自主研发的自模板策略，制备出高比表面积和可控原子掺杂的介孔钙钛矿结构氧化物纳米片（MPONs）。当稀土元素铕（Europium, Eu）掺杂LaFeO3的MPONs用作析氧反应（O...

孙毅飞副教授团队在多元钙钛矿电催化剂优化方面取得重要进展

2025 - 04 - 01

点击次数: 36

来源：厦门大学固体氧化物电池作为高效的能源转换设备，在可持续能源体系中扮演着重要角色。然而，传统钙钛矿型空气电极面临着活性有限、稳定性差和电化学性能衰减快等挑战，限制了其广泛应用。近日，能源学院孙毅飞副教授团队与利物浦大学屠昕教授、科廷大学邵宗平教授合作，在国际顶级期刊Nature Communications上发表了题为"Co-expression of multi-genes for...

美国塔马拉克镍矿取得新发现

2025 - 04 - 01

点击次数: 35

来源：自然资源部据Mining.com网站报道，塔隆金属公司（Talon Metals Corp）在美国明尼苏达州的塔马拉克（Tamarack）镍矿取得一个块状硫化物发现，可能使得现有铜镍钴资源量大幅增长。26日，公司在公告中称，已经把新的钻探结果用于资源量更新，为支撑环境许可申请，准备完成一项可行性研究。工作过程中，勘探团队对以前的一个钻孔进行了检查，该孔在707.75米深处见到明显矿化，见矿8...