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近年来，磁致冷作为磁性材料的优良特性之一引起越来越多人的关注，不仅仅是基于其节能环保的特性，更是由于在不久的将来有望取代越来越罕见的同位素³He在超低温下的制冷。

许岩教授团队一直致力于研究影响磁热效应的因素。首先，基于Gd^III离子的分子磁制冷材料成为研究者关注的热点，由于各向同性的稀土Gd^III离子具有大自旋基态，有助于获得较大的磁熵，但相应3D化合物的报道依旧很少。根据文献的报道可知，3D化合物的优势在于相邻的金属离子通过共享桥接配体，可提高磁密度，从而获得较好的磁热效应。因此，基于Gd^III的3D化合物的磁热效应是值得研究的。另一个提升磁热效应的因素是选择合适的配体。根据文献可知，小的配体，即高磁密度（低M_w/N_Gd，M_w = 分子量，N_Gd = Gd³⁺离子数）的化合物拥有较好的磁热效应。因此，一些小的配体如磷酸盐、碳酸盐和硫酸盐正符合以上要求。其中，四齿的硫酸盐可以通过不同的连接模式快速与镧系元素离子结合。另外，通过硫酸盐连接的Gd^III化合物中存在弱磁耦合和相对较高的密度。因此，使用硫酸盐连接配体是合理的。

考虑到三价镧系金属离子的发光特性，镧系元素化合物的发光研究不能忽略。因此，他们合成了五种稀土八元环化合物，[Ln₈(CH₂OHCH₂OH)₈(SO₄)₁₂]•m(C₂H₇N)•nH₂O (Ln = Gd(1)，Sm(2)，Tb(3)，La(5)，m = 2，n = 2; Ln = Eu(4)，m = 0，n = 8），它们都是由硫酸根阴离子桥连合成。和预期的一样，磁性研究表明，化合物1表现出相对较大的磁熵（-ΔS_m = 36.86 J•K^-1•kg^-1, 108.55mJ•cm^-3•K^-1）。除磁性性质以外，镧系离子尤其是Sm^III、Tb^III和Eu^III可表现出良好的光致发光行为，因此作者也研究了化合物2-4的发光性质。新颖结构镧系化合物的设计合成及其磁学、光学性质的研究具有重大的科学意义。

这一成果近期发表在Inorganic Chemistry 上，文章的通讯作者是南京工业大学的许岩教授。

该论文作者为：Chenhui Cui, WeiWei Ju, XiMing Luo, QingFang Lin, JiaPeng Cao and Yan Xu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

A Series of Lanthanide Compounds Constructed from Ln₈ Rings Exhibiting Large Magnetocaloric Effect and Interesting Luminescence 

Inorg. Chem., 2018, 57, 8608, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01370

导师介绍

许岩

http://www.x-mol.com/university/faculty/11641

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