导读:本文包含了有机铁磁性分子论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:有机双自由基设计,磁交换耦合常数,磁性调控或转换,密度泛函理论
有机铁磁性分子论文文献综述
张凤英[1]（2018）在《有机磁性分子理论设计及磁性调控研究》一文中研究指出有机磁性材料由于其重量轻、环境友好、与无机或含有金属的磁性材料相比制造简单,以及它们在光学、电学以及磁学领域的潜在应用而备受关注。双自由基作为最基本的一种磁性分子或分子磁体,其中两个未成对电子占据几乎简并的空间轨道,自旋平行取向时表现为叁重态基态,具有铁磁性,自旋反平行时则表现为单重态基态,具有反铁磁性。它是构成高自旋态分子材料的基础,近来成为材料科学的研究焦点。常见的纯有机双自由基主要包括两类,一类是由两个单自由基分别作为自旋源并通过耦合单元桥连而成,另一类是具有凯库勒结构的分子或者分子片段。自旋态或者磁性可以转换的有机双自由基在自旋学、分子电学、数据存储等方面具有广泛的应用。迄今为止,在有机双自由基体系中,只有光诱导光致变色体实现磁性调控或者磁性转换的研究相对成熟,而采用其它方法比如氧化还原诱导法、质子诱导法以及化学掺杂法实现磁性调控的相关报道则很少。基于此,我们开展了一系列工作,主要结论如下:(1)自旋磁耦合的氧化还原调控:磁性可以转换的有机分子具有广泛的技术应用,实现磁性转换可以利用多种方法。氧化还原诱导的磁性转换很容易实现,并在磁性材料领域方面展现出广阔的应用前景,因此首要任务是找到可以发生磁性转换的体系。基于此,本文以硝基氧自由基为自旋中心,具有氧化还原活性的间/对吡嗪为耦合单元设计了两个双自由基分子,通过氧化还原反应它们的磁性行为实现铁磁性(FM)与反铁磁性(AFM)之间的转换,反之亦然。B3LYP和M06-2X两种方法的计算结果均证明这些铁磁性或反铁磁性有机双自由基分子相应的磁交换耦合常数都相当大。进一步分析表明氧化还原前后耦合单元芳香性的转换、π共轭结构的自旋离域以及非凯库勒结构的自旋极化,这叁个因素对两自旋中心之间的磁耦合起重要的决定性作用。此外,自旋交替规则、单占据分子轨道(SOMO)效应以及及叁重态SOMO-SOMO能级分裂不仅可以分析分子的双自由基性质,还可以有效预测双自由基分子的基态(铁磁性、反铁磁性或无磁性)。这项工作为合理设计有机磁性开关提供了非常有用的信息。(2)自旋磁耦合的双氮掺杂效应:对于双自由基分子,耦合单元和自旋中心的选择至关重要。本文以二氮杂二苯并蒽为耦合单元,硝基氧自由基为自旋中心,通过改变两个氮原子的掺杂位置,设计了四个互为异构体的双自由基分子(1、2、3、4)。在B3LYP/6-311++G(d,p)水平下,计算结果表明双氮掺杂可以引起耦合单元芳香性转换以及碳碳键重排,从而显着影响它们的磁性特征包括磁性大小和磁性行为(铁磁性、反铁磁性或无磁性)。更有趣的是,不同的双氮掺杂位置有明显不同的影响。进一步双电子氧化也可以有效调控双自由基的磁性大小,即反铁磁性耦合从-919.9cm-1(1)变化到-158.3cm-1(12+)或从-105.1 cm-1(3)变化到-918.9cm-1(32+),甚至磁性行为发生转换由无磁性(2)到反铁磁性(22+,-140.1cm-1)或由铁磁性(4,108.9cm-1)到反铁磁性(42+,-462.5cm-1)。两硝基氧基团其SOMOs与耦合单元其最高占据分子轨道HOMO(1)或与耦合单元其最低未占据分子轨道LUMO(32+和42+)的匹配性、凯库勒结构(2)以及耦合单元芳香性的变化均对两自旋中心之间的磁耦合作用有较大影响。此外,耦合单元的HOMO-LUMO能差以及平衡离子效应对磁耦合作用也有很大影响。本部分研究为二氮杂二苯并蒽桥连双自由基磁性分子调节器或者开关的合理设计提供理论指导。(3)磁耦合的光诱导异构化及质子化调控:在有机双自由基中,质子化诱导的磁性增强现象非常引人注目。本文以硝基氧自由基为自旋中心,预测了顺式和反式偶氮苯桥连双自由基的磁性,其中耦合单元的偶氮单元可经历单质子化过程转变为质子化对应物,反之亦然。对于这两对双自由基(质子化与未质子化的顺反形式),B3LYP/6-311++G(d,p)水平下的计算结果表明质子化前后它们的磁耦合常数J的符号没有改变,但其大小质子化之后明显增大,反式由-716.4变化到-1787.1 cm-1,而顺式则由-388.1变化到-1227.9cm-1。换言之,质子化可以明显增强偶氮苯桥连双自由基的反铁磁耦合,但是并没有引起磁性行为的转换。这种由质子化诱导发生明显的磁性增强现象主要是因为桥连两自由基基团的耦合单元偶氮苯很强的调节作用,质子化之后耦合单元的LUMO能级降低促进了磁耦合作用。质子化反式偶氮苯双自由基的平面结构,以及质子化顺式偶氮苯双自由基两减少的扭转角CCNN可引起明显的磁性增强。质子化不仅可支持自由基基团与耦合单元之间π共轭结构的形成,并通过降低耦合单元偶氮苯其LUMO的能级为自旋传输创造了 一个非常有利的条件,促进由自由基基团到耦合单元的自旋极化和电荷离域,从而有效增强磁耦合相互作用。对于具有不同自旋中心和自由基基团不同连接模式的其它偶氮苯基双自由基,也可以观察到相同的自旋耦合规律,表明质子化偶氮单元可增强磁耦合相互作用的结论是合理的。此外,计算结果还表明质子化这些双自由基体系的偶氮单元在热力学上是有利的,因此其相应的去质子化过程也是可控制的。显然,每对质子化调控的偶氮苯基双自由基可作为候选分子用于合理设计磁性分子开关。(4)动态磁性及热振动调控:作为一种N-型半导体化合物,全氟并五苯由于比母体并五苯具有较高的电子迁移率在有机电子学方面应用更加广泛。本工作采用密度泛函理论,探索了由结构振动诱导全氟并五苯展现出新奇的动态电子特性。尽管在静态平衡构型时全氟并五苯为闭壳层单重态分子,但是持续的结构振动可以诱导全氟并五苯展现出双自由基性质。然而并不是所有振动引起的结构变形都可以诱导双自由基性质出现,只有那些能引起单-叁重态能量差变小的结构、尤其能降低HOMO-LUMO能差的结构、能缩短交联碳碳键的结构以及扭曲碳环结构所对应的振动才对双自由基性质的贡献较大。由于不停的分子振动,动态全氟并五苯的双自由基性质又展现出脉冲行为。与并五苯相比,全氟化作用不仅可以较大地稳定它的两条前线轨道,也能降低其HOMO-LUMO能差,导致出现双自由基性质的振动模式数目增多。特别是,全氟化作用可以使19种双自由基振动模式出现在低频区。这些结果表明一些低能脉冲可以根据低能模式引发全氟并五苯分子振动,进而表现出脉冲双自由基性质或动态磁性。很明显,像全氟并五苯这类分子其潜在的脉冲双自由基性质以及可控的动态磁性可以为磁性材料的设计提供一定借鉴。(本文来源于《山东大学》期刊2018-05-29）
王日楠[2]（2015）在《磁性分子印迹金属有机框架MOF-5的制备与β-受体激动剂速测技术研究》一文中研究指出近来,β-受体激动剂类药物的中毒事件时有发生,即使我国和欧盟等国家已明确规定,禁止β-受体激动剂用于动物生长促进剂。但受利益驱使,违规添加事件仍时有发生。因此,研究一种快速检测技术具有重要意义和应用价值。由于磁性有机框架聚合物具有比表面积大、化学热稳定性高、顺磁性强、孔径可调节等优点,用于样品前处理可快速将目标分析物与复杂基质分离,提高目标分析物的吸附容量,分子印迹材料对目标分子具有特殊的识别记忆功能,本文将磁性有机框架材料表面与分子印迹聚合物通过化学键结合,形成核壳结构的复合材料用于β-受体激动剂的快速前处理,主要工作如下:1.研究建立了苯乙醇胺A新的样品前处理方法,以苯乙醇胺A为模板分子,功能单体为甲基丙烯酸,交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯,氨基修饰的四氧化叁铁、对苯二甲酸、六水硝酸锌、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,通过“一锅”反应,制备得到磁性分子印迹金属有机框架材料(M-MIP@MOF-5),利用IR、XRD、SEM对其表征,通过LC-MS/MS检测样品回收率,优化了反应条件、吸附条件、洗脱条件。2.首次将M-MIP@MOF-5应用于尿液、饲料、羊毛样品净化,并与LC-MS/MS结合进行检测,方法的回收率为51%~99.98%,方法的检测限低于0.05 ng/mL,方法的定量限低于0.15 ng/m L,此复合材料能提高目标分析物的吸附效率和选择性,相对于传统的液液萃取、固相萃取、免疫亲和、分子印迹等样品前处理技术效果更佳。3.基于Au@Pt纳米材料模拟催化,研究建立了竞争酶联免疫测定克伦特罗的新方法。优化了克伦特罗抗原与Au@Pt纳米材料偶联条件及Au@Pt标记酶联免疫检测体系的反应温度,H_2O_2用量等关键参数。在优化条件下,建立的Au@Pt标记酶联免疫检测体系的线性范围为0.0?2.0 ng/mL,线性相关系数为0.9912,检测限为0.1 ng/mL,低于常规辣根过氧化酶标记酶联免疫吸附试剂盒检测限。在羊尿液样品中添加不同浓度的克伦特罗的回收率高于77.5%。将该方法用于实际饲喂的羊尿样的检测,其检测结果与液相色谱-串联质谱测定结果能够较好吻合。(本文来源于《辽宁师范大学》期刊2015-05-01）
杜晓雯[3]（2014）在《新型磁性分子印迹材料用于强致癌有机污染物痕量残留的分析方法研究》一文中研究指出多近年来强致癌有机污染物对环境的污染受到了广泛的关注，其种类繁多，包括首批被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》全球控制的12类持久性有机污染物（POPs）。它们具有高毒性、持久性和积聚性等特点，同时具有长距离迁移能力，虽然在环境中含量低，但是可以通过食物链富集，对在食物链顶端的人类造成较大危害。因此我们亟需发展一种可以检测环境中痕量强致癌有机污染物的方法。而实际样品中基质复杂，对检测结果影响较大，所以发展一种合适的检测方法最重要的事情之一就是发展一种合适的样品前处理技术以减少复杂基质的干扰。磁性分散固相萃取（MDSPE）技术是一种新的样品前处理技术，其操作简单、快速。在MDSPE方法中，材料的选择是一个很重要的条件，所选材料不仅需要对目标分子具有选择性识别能力，以减少实际样品中复杂基质的背景干扰；同时还需要对目标分子具有强的富集能力，能够对环境中痕量的目标物进行富集。目前，碳纳米材料由于其比表面积大、吸附效率高等优点而被广泛地用于环境污染物的分离富集，但是碳纳米材料对目标分子特异性识别能力不强，一定程度上也限制了它们的应用。而分子印迹材料由于对目标分子有较高的吸附选择性，良好的热力学及化学稳定性等广泛应用到了各个领域，尤其是跟磁性结合起来的磁性分子印迹材料，近年来发展迅速。本文将具有高吸附容量的碳纳米材料及具有高选择性的分子印迹材料结合起来，发展了一系列高效、低毒、对目标分子具有高选择性和高富集倍数新型磁性分子印迹材料，并将其用于环境中强致癌有机污染物的分离富集。本文主要从以下几个方面开展工作：1以分子印迹膜结合多壁碳纳米管（MIF-MWCNTs）为吸附材料，选择性富集水体中痕量的3,4-二氯苯胺（3,4-DCA），通过电化学发光（ECL）方法对其含量进行了检测。实验对电化学发光仪器条件、多壁碳纳米管用量等条件进行了优化，并对材料性质及其富集能力进行了表征，同时将MIF-MWCNTs吸附材料与非分子印迹膜结合多壁碳纳米管（NIF-MWCNTs）吸附材料及分子印迹膜（MIF）材料的吸附能力进行了比较。结果表明MIF-MWCNTs对水体中痕量的3,4-二氯苯胺具有较好的富集能力，本材料可以用于水体中痕量3,4-二氯苯胺的选择性富集。实验检测的线性范围为4×1011-6×109mol L1，检测限为1×1011mol L1，加标回收率83.3-110.5%之间，相对标准偏差（RSD）为3.5-7.8%。另外实验还对材料吸附过程进行了热力学及动力学分析，结果表明MIF-MWCNTs对水体中3,4-DCA的吸附是自发的放热及熵减过程，动力学模型颗粒扩散模型，吸附过程为Freundlich等温吸附。2将多壁碳纳米管（MWCNTs）与磁性分子印迹材料（MMIPs）结合起来，采用了PCBs的酶联反应（ELISA）竞争底物3,4-二氯苯乙酸（DCP）代替PCBs作为模板分子，降低了因模板分子泄露而造成的环境污染，同时更有利于与功能单体形成氢键，增加印迹空穴的稳定性。实验合成了多壁碳纳米管磁性分子印迹复合材料（MWCNTs@DMMIPs），并将其作为磁性分散固相萃取材料对海鱼产品中的多氯联苯进行分离富集，结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）方法进行定量分析。实验过程中对洗脱溶剂的种类、用量及吸附时间进行了优化，同时对材料性质进行了表征。MWCNTs@DMMIPs复合材料对海鱼产品中的PCBs有较好的吸附性能，吸附容量大，选择性好。实验线性范围为0.16~100μg L-1，LODs在0.0028到0.0068μg L-1之间，加标回收率为73.41-114.21%，RSDs为1.94-6.58%。MWCNTs@DMMIPs对海鱼产品中PCBs的吸附是自发的放热及熵增过程，符合二级动力学吸附模型并表现出叁段颗粒扩散吸附模型特征，符合Freundlich等温吸附模型3实验将还原性石墨烯（rGO）与磁性分子印迹材料（MMIPs）相结合，利用新型的聚（乙烯-乙烯醇）（EVAL）材料取代了交联剂和功能单体，采用一步法合成了石墨烯@磁性分子印迹（rGO@MMIPs）复合材料，将其作为磁性分散固相萃取材料对海鱼产品中的PCBs进行分离富集，并结合GC-MS方法对其含量进行检测。实验对EVAL种类、洗脱溶剂的种类等条件进行了优化，并用透射电镜和扫描电镜、热重分析等手段对材料性质进行了表征。rGO@MMIPs对目标分子具有较高的选择性及较大的吸附容量，可以用于海鱼产品中六种PCBs的检测。实验线性范围为0.11-100μg L-1，LODs为0.0028-0.0068μg L-1，加标回收率在73.41-114.21%之间,RSDs为1.94-6.58%。吸附材料可循环重复使用19次,吸附过程为自发吸热的熵增过程,符合动力学一级吸附模型及Freundlich等温吸附模型。(本文来源于《宁波大学》期刊2014-04-15）
有机铁磁性分子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近来,β-受体激动剂类药物的中毒事件时有发生,即使我国和欧盟等国家已明确规定,禁止β-受体激动剂用于动物生长促进剂。但受利益驱使,违规添加事件仍时有发生。因此,研究一种快速检测技术具有重要意义和应用价值。由于磁性有机框架聚合物具有比表面积大、化学热稳定性高、顺磁性强、孔径可调节等优点,用于样品前处理可快速将目标分析物与复杂基质分离,提高目标分析物的吸附容量,分子印迹材料对目标分子具有特殊的识别记忆功能,本文将磁性有机框架材料表面与分子印迹聚合物通过化学键结合,形成核壳结构的复合材料用于β-受体激动剂的快速前处理,主要工作如下:1.研究建立了苯乙醇胺A新的样品前处理方法,以苯乙醇胺A为模板分子,功能单体为甲基丙烯酸,交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯,氨基修饰的四氧化叁铁、对苯二甲酸、六水硝酸锌、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,通过“一锅”反应,制备得到磁性分子印迹金属有机框架材料(M-MIP@MOF-5),利用IR、XRD、SEM对其表征,通过LC-MS/MS检测样品回收率,优化了反应条件、吸附条件、洗脱条件。2.首次将M-MIP@MOF-5应用于尿液、饲料、羊毛样品净化,并与LC-MS/MS结合进行检测,方法的回收率为51%~99.98%,方法的检测限低于0.05 ng/mL,方法的定量限低于0.15 ng/m L,此复合材料能提高目标分析物的吸附效率和选择性,相对于传统的液液萃取、固相萃取、免疫亲和、分子印迹等样品前处理技术效果更佳。3.基于Au@Pt纳米材料模拟催化,研究建立了竞争酶联免疫测定克伦特罗的新方法。优化了克伦特罗抗原与Au@Pt纳米材料偶联条件及Au@Pt标记酶联免疫检测体系的反应温度,H_2O_2用量等关键参数。在优化条件下,建立的Au@Pt标记酶联免疫检测体系的线性范围为0.0?2.0 ng/mL,线性相关系数为0.9912,检测限为0.1 ng/mL,低于常规辣根过氧化酶标记酶联免疫吸附试剂盒检测限。在羊尿液样品中添加不同浓度的克伦特罗的回收率高于77.5%。将该方法用于实际饲喂的羊尿样的检测,其检测结果与液相色谱-串联质谱测定结果能够较好吻合。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
有机铁磁性分子论文参考文献
[1].张凤英.有机磁性分子理论设计及磁性调控研究[D].山东大学.2018
[2].王日楠.磁性分子印迹金属有机框架MOF-5的制备与β-受体激动剂速测技术研究[D].辽宁师范大学.2015
[3].杜晓雯.新型磁性分子印迹材料用于强致癌有机污染物痕量残留的分析方法研究[D].宁波大学.2014