异金属簇{LnCu_3}低温磁制冷性能.pdf

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1、第31卷第9期无机化学学报Vo1．31No．92015年9月CHINESEJOURNALOFIN0RGANICCHEMISTRY1860．1866异金属簇{LnCu3)低温磁制冷性能李焓宋芬师唯马建功程鹏*(南开大学化学学院，先进能源材料化学教育部重点实验室，天津化学化工协同创新中心，天津300071)摘要：基于对已报道Gd—Cu配合物的文献调研，发现一类{LnCu3l簇合物(TJn=Gd(1)，Tb(2)，Dyf3))，其Cuu离子被Gd山离子有效分隔且分子内部仅拥有铁磁相互作用，因而对其进行了低温磁制冷性能研究。在已报道实验方法上加以改进．用一锅法制备出一系列异金属{Lncu，)簇合物(

2、Ln=Gd(1)，Tb(2)，Dy(3))，并运用元素分析、红外、单晶／粉末x．射线衍射等方法对其进行表征．以证明其同构性及相纯度。低温磁热效应的研究结果表明簇合物1—3在△日=O～7T下的最大磁熵变值f—as2分别为16．1f2K1，6．9f5K)和8．1(5K)J·k·K。簇合物1与已报道的Gd—cu簇合物的磁熵变对比再次证明了弱铁磁相互作用在3d一4，分子磁制冷剂设计中起到重要的作用关键词：低温磁制冷；磁热效应；磁熵变；铁磁相互作用中图分类号：O614．121；0614．339；O614．341；0614．342文献标识码：A文章编号：1001—4861(2015)09—1860—07

3、DoI：10．11862／CJIC．2015．248CryogenicMagneticRefrigerationPropertiesofHeterometallic{LnCu3)ClusterFamilyLIHanSONGFenSHIWeiMAJian-GongCHENGPeng(DepartmentofChemistry,KeyLaboratoryofAdvancedEnergyMaterialsChemistry{MoE1，andCollaborativeInnovationCenterofChemicalScienceandEngineering(Tianjin),NankaiUniv

4、ersity,Tianjin300071China)Abstract：BasedonthesurveyofGd—Cucomplexesinliteratures，afamilyof{LnCu3}clusters(Ln=Gd(1)，Tb(2)，Dy(3))wereselectedtostudythemagnetocaloriceffect(MCE)atlowtemperatureduetotheirisolatedGd．Cuarrangementaswellasthepureintramolecularferromagneticcoupling．Amodifiedone—potsyntheti

5、cmethodbasedonthereportedresultwasdevelopedtosimplifythereactionprocedure．Elementaryanalyses，IR，singlecrystal／powderX—raydiffractionmeasurementswerecarriedouttodeterminetheisomorphismandphasepurity．StudiesofMCEsindicatethatcomplexes1～3haveamaximummagneticentropychange(一ASm)of16．1(2K)，6．9(5K)and8．1(

6、5K)J。kg·K～forAH=0-7T，respectively．ComparisonoftheMCEfor(GdCu3}withthereposedGd—Cuclustersemphasizestheimportanceofweakferromagneticinteractionsindesigningof3d一4fmolecularcoolersKeywords：cryogenicmagneticrefrigeration；magnetocaloriceffect；magneticentropychange；ferromagneticinteraction0Introductionme

7、ansofmagetocaloriceffect(MCE)atbothlow—andultra—low-temperatures[．StudiesinthisfieldhaveCryogenicmolecularcoolersrefertoafamilyofrapidlydevelopedoverthepasttenyears[5-91．Theclusterswhichcanbeusedforcoolinga