第一作者：Jun Zhang

通讯作者：Hitoshi Miyasaka

通讯单位：日本东北大学

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。

图1. CO₂吸附、晶体结构变化及红外光谱。

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。

图2. 晶体结构。

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。

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。

图3. CO₂吸附下磁性能的变化。

参考文献

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

信息来源：纳米人

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