《基於吡啶鎓多羧酸兩性離子剛性配體的功能配位聚合物》是依託華東師範大學，由高恩慶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於吡啶鎓多羧酸兩性離子剛性配體的功能配位聚合物
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高恩慶
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬-有機配位聚合物為功能材料的開發及相關科學規律的探索提供了非常有用的平台，其研究是當前配位化學和材料科學的熱點之一。本項目利用含正電性吡啶鎓受體功能單元的兩性離子多羧酸剛性配體構築配位聚合物，研究其光、磁性質，並以磁性為主探索多功能複合。(1)設計剛性的芳香羧酸單元與吡啶鎓或聯吡啶鎓直接鍵聯的新型兩性離子多羧酸配體，構築配位聚合物，探討其結構組裝規律，並基於吡啶鎓單元的電子受體性質研究主客體化學；(2)引入類鹵素、氫氧根等共配陰離子以構築含擴展磁交換網路的磁性配位聚合物，獲得分子磁體尤其是單鏈磁體，並結合多孔性獲得具有客體回響性的多孔磁性材料；(3)基於聯吡啶鎓的氧化還原性研究配位聚合物的光致變色和光磁性質，重點研究聯吡啶鎓光-磁效應對磁性的調製或開光作用，探索新型光回響性分子磁性材料，認識其組成-結構-性能關係，建立光磁材料研究的新體系。
結題摘要
金屬-有機配位聚合物或金屬-有機框架(MOFs)為功能材料的開發及相關科學規律的探索提供了非常有用的平台。吡啶鎓化合物具有獨特的電荷、電子結構，尤其是聯吡啶鎓因其強缺電子性具有豐富的刺激回響性。本項目利用(聯)吡啶鎓羧酸兩性離子配體構築配位聚合物或MOFs，研究其光、磁性質，尤其是利用聯吡啶鎓單元的刺激回響性實現其光、磁性質的調節和控制，深入認識其組成-結構-性能關係，探索具有光/磁開關、感測功能的新型材料。主要研究內容和重要結果如下。(1) 羧基-疊氮共橋磁性配聚物：利用吡啶鎓羧酸配體構築了具有單鏈磁性的混金屬配聚物，總結了羧基-疊氮共橋體系的結構組裝趨勢和磁構關係，發現了金屬混合對單鏈磁馳豫的異常效應(協同和反協同效應)，為單鏈磁體弛豫調控提供一種新策略，尤其是指出了通過Co(II)-Ni(II)混合提高阻塞溫度的新途徑。(2) 聯吡啶鎓類化合物的新刺激回響性。首次發現了聯吡啶鎓類化合物的壓致變色、水致變色性質，深入闡述了其電子轉移機理、水分子對光/壓誘導固態電子轉移的影響及配位結構對上述性質的調節作用。聯吡啶鎓類化合物新變色性質的發現為開關/感測材料研究開闢了新體系。(3) 具有刺激回響性的磁性配聚物。基於聯吡啶鎓的電子轉移變色傾向，獲得在光照、加壓或脫吸水後呈可逆磁性變化的配聚物，開闢了光磁、壓磁及溶劑回響磁性研究的新體系。(4) 具有豐富刺激回響性的變色/發光MOFs及其套用。獲得具有獨特缺電子孔結構的高穩定性稀土-4,4’-聯吡啶鎓MOF，在光、壓、溶劑、富電子陰離子/客體等刺激下呈現可逆的吸光(顏色)、發光雙重回響，揭示了其電荷轉移/電子轉移/能量轉移機理，實現了壓力或其它手段調製的發光、水相苯胺/苯酚類污染物的超靈敏檢測；由於類似機理，通過後合成季銨化策略獲得的2,2’-聯吡啶鎓功能化離子型Zr-MOFs具有豐富刺激回響性，可用於水相陰離子或脂肪胺的比色/螢光/電化學檢測和邏輯電路模擬；提出”IDA-in-MOF”策略，首次將指示劑位移分析(IDA)概念套用於MOF感測研究，將螢光淬滅式感測轉化成螢光開啟式，極大地提高了檢測靈敏度，並闡明了其競爭電荷轉移機理和“空間限域”效應。上述結果有助於深入認識MOF孔內的超分子化學，並為MOF感測材料開發提供了新思路。
