如果有足够的构造块,金属有机骨架(MOFs)可以将磁有序性和孔隙率结合在一起。这使MOFs成为开发刺激反应性材料的有前途的平台,这些材料会根据其孔中是否存在客体分子而表现出截然不同的磁性。
近日,日本东北大学Hitoshi Miyasaka报道了一种CO2响应型磁性MOF,它在吸附CO2时由亚磁性转变为顺磁性,在CO2脱附时又恢复到亚磁性状态。
文章要点
1)研究人员通过浆轮型[Ru2(F3PhCO2)4]配合物([Ru2])作为D和TCNQ(OEt)2作为A,然后由D:A=2:1组装得到D2A-层状亚铁磁体[{Ru2(F3PhCO2)4}2TCNQ(OEt)2]·3DCM(1-DCM;F3PhCO2−,2,4,6-三氟苯甲酸酯;DCM,二氯甲烷)。化合物1-DCM具有单斜晶系C2/c空间群,其中TCNQ(OEt)2的四个CN基团与[RU2]单元配位形成位于(020)面上的渔网状二维网络。
2)研究发现,该亚铁磁性材料是具有[D+–A-–D]分子式的层状MOF,它是由三氟苯甲酸酯桥联的桨轮型二钌(ii)簇作为电子供体(D)与二乙氧基四氰基喹二甲烷作为电子受体(A )。在吸附CO2时,MOF会经历面内电子转移和结构转变,从而形成[D–A–D]顺磁性形式。
3)这种磁性相变,以及随之而来的MOF的电子导电性和介电常数的改变,都是由骨架中容纳的客体CO2分子进行电子上的稳定。
Zhang, J., Kosaka, W., Kitagawa, Y. et al. A metal–organic framework that exhibits CO2-induced transitions between paramagnetism and ferrimagnetism. Nat. Chem. (2020).
DOI:10.1038/s41557-020-00577-y
https://doi.org/10.1038/s41557-020-00577-y