研究目的
合成并表征具有低能隙和多氧化还原态的稳定单线态双自由基稀土融合双卟啉三聚体复合物，以应用于分子电子学、光学和自旋电子学领域。
研究成果
合成的稀土三层夹心配合物表现出稳定的单线态双自由基特性，具有高热稳定性、极小的HOMO-LUMO能隙（0.33-0.36电子伏特）以及多重可逆氧化还原态，使其在分子电子学、光学和自旋电子学领域具有应用前景。理论和实验结果证实了其显著的双自由基本质和独特的电子性质。
研究不足
这些配合物产率较低（例如中性形式为6%），且由于旋转构象体的存在，无法完成完整的核磁共振谱归属。二价阴离子形式在X射线分析中呈现无序结构，抗衡阳离子也未明确鉴定。其在常温条件下的稳定性良好，但尚未在所有环境中进行全面验证。
1：实验设计与方法选择：
采用融合二卟啉（FP）和四苯基卟啉（TPP）配体，以中性、双阴离子和双质子化形式合成双核稀土三夹心配合物。研究方法包括磁化率测量、理论计算（DFT、TD-DFT）、X射线晶体学、核磁共振波谱、电子自旋共振波谱、紫外-可见-近红外吸收光谱、循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）。
2：样品选择与数据来源：
合成的配合物含TbIII和YIII金属。样品经凝胶过滤和Al2O3柱色谱纯化，并从氯仿/甲醇中重结晶。
3：实验设备与材料清单：
用于磁测量的超导量子干涉仪（SQUID）、用于晶体学的X射线衍射仪、核磁共振波谱仪、电子自旋共振波谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、配备铂丝对电极、非水参比电极（Ag/AgNO3）和玻碳工作电极的电化学工作站。材料包括FP、TPP、双(三甲基硅基)氨基锂、1,2,4-三氯苯（TCB）、TbIII(TPP)acac、DBU、乙酸、氯仿、甲醇、二氯甲烷、四丁基六氟磷酸铵。
4：实验步骤与操作流程：
合成过程包括将FP与双(三甲基硅基)氨基锂在TCB中搅拌，加入TbIII(TPP)acac，纯化并重结晶。用DBU还原获得双阴离子形式，用乙酸质子化获得双质子化形式。在特定条件（如温度范围、溶剂）下进行测量。
5：数据分析方法：
磁化率数据拟合至Bleaney-Bowers方程，DFT计算电子结构，TD-DFT分析光学性质，通过电谱学指认氧化还原峰。
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Superconducting Quantum Interference Device
SQUID
Used for temperature-dependent magnetic susceptibility measurements to estimate coupling energy between radical centers.
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X-ray Diffractometer
Used for X-ray crystallographic analysis to determine molecular structures of the complexes.
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NMR Spectrometer
Used for 1H NMR spectroscopy to study aromaticity and biradical character, though complete assignment was not possible due to conformers.
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ESR Spectrometer
Used for electron spin resonance spectroscopy to detect radical states and impurities.
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UV-VIS-NIR Spectrophotometer
Used for optical absorption measurements to determine energy gaps and study electronic transitions.
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Cyclic Voltammetry Setup
Used for electrochemical measurements to study redox states and energy gaps.
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Differential Pulse Voltammetry Setup
DPV
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