金属有机框架（MOFs）是一种由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料，在选择分离、能源气体储存、催化、感应探测等领域有广泛应用。基于镧系稀土金属的Ln-MOFs更可以应用在分子基磁性材料、磁共振成像、磁制冷、荧光探测等领域。
近期，ESR团队通过利用1H-咪唑-4,5-二羧酸衍生的预设双功能配体，成功构筑了含有1D无限[Ln4(OH)4]子链的三个同分异构镧系稀土金属元素金属有机框架(CPs, Ln = Gd(1), Eu(2), Dy(3))，分别表现出较大的磁熵变，强烈的荧光特性和变磁转变现象。
对于1-(4-苯甲酸)-4,5-二甲酸-1H-咪唑配体而言，它是属于含氮杂环配体的一种，作为双功能的咪唑三羧酸，分别具有羧酸类配体和咪唑类配体的官能团特性，并且该配体所表现出的刚性与共轭结构，使得其广泛应用于合成结构丰富的磁性配位聚合物中。ESR团队定向合成了三种同分异构的合成产物：{[Ln2(OH)2(L)2]·(DMF)·(H2O)4}n (Ln = Gd(1), Eu(2) and Dy (3)，其中用L代表1-(4-苯甲酸)-4,5-二甲酸-1H-咪唑配体。在它们的结构当中均包含有一维的Ln4(OH)4无限子链。因为在多官能团配体和一维的金属羟基桥连间形成了高配位的配位点，所以合成得到的这三个稀土金属配位聚合物有着极好的化学稳定性。此外，对配位聚合物1的磁性研究表明，其在DH = 7 T和T = 2 K时的磁熵变（-ΔSm）高达30.33 J·Kg-1·K-1。另外，本项研究是第一次使用遗传算法和量子蒙特卡罗方法来拟合配合物1磁耦合参数，旨在揭示桥连结构对于磁性传播的影响。而对配位聚合物2的光学研究显示，其在波长为350-710 nm处具有强烈的荧光特性。配位聚合物3具有从高温下的反铁磁相互作用到低温下的铁磁相互作用的变磁性转变现象。通过拟合3的HF-EPR的测量结果可以得到其平行方向的g值，g||= 16.4(5)，这表明了配合物3具有大的各向异性。
该项研究以“Series of Highly Stable Lanthanide-Organic Frameworks Constructed by a Bifunctional Linker: Synthesis, Crystal Structures, and Magnetic and Luminescence Properties”为题发表在Inorg. Chem.57, 3151 (2018)，由强磁场中心ESR研究团队王振兴副教授、欧阳钟文教授、华中科技大学化学学院李宝副教授、胡鹏及浙江工业大学化工学院庄桂林副教授合作完成，中心研究生彭冬、尹磊为并列第一作者，李宝、欧阳钟文、庄桂林、王振兴为共同通讯作者。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.inorgchem.7b02969
