《多核稀土簇合物對鉀離子選擇性識別的研究》是依託蘭州大學，由王蓓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多核稀土簇合物對鉀離子選擇性識別的研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：王蓓
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，構築結構新穎、性能優良的多核稀土超分子簇合物成為研究熱點。多核稀土配合物體系由於金屬離子敏化中心增加，其信號輸出是單核配合物的多倍；此外，多個金屬核之間的協同作用，使其具有螢光、紫外、近紅外發光、磁性、旋光、電化學等多信號輸出、表征手段多樣的優點。我們擬設計合成一系列多齒醯胺類配體，構築出空腔與鉀離子匹配的多核稀土超分子配合物，另外嘗試利用鉀離子的模板效應誘導得到特殊構型的多核配合物，以實現對鉀離子的選擇性識別。本項目將進一步探究如何通過巧妙設計配體得到構型新穎、尺度可控的多核稀土超分子簇，深入研究鉀離子在該自組裝過程中的模板作用，以及多核稀土超分子簇對鉀離子的選擇性識別，為發掘新穎、高效、實用的檢測鉀離子稀土功能材料提供新的設計思路和新的檢測方法。
結題摘要
稀土多核超分子簇的自組裝和性質研究近年來受到人們的廣泛關注。我們設計了一系列雙支對稱的鏈狀多齒配體，有利於自組裝得到多重螺旋結構的多核稀土超分子簇。在研究中我們得到了一個兩端含有兩個空腔的雙核三螺旋稀土配合物，這兩個空腔的大小經過計算，和鉀離子的尺寸剛好匹配，並且空腔內含有多個未配位的氧原子，可作為選擇性固定鉀離子的良好主體，從而把其他的鹼金屬和鹼土金屬區別開來。果然，在後期的實驗中，跟我們預期的一樣，用配體和KOH和稀土氯化鹽，得到了首例固定鉀離子的s-f雜金屬三重螺旋配合物。同時，在實驗中，我們還發現了一個非常有意思的現象，在相同的實驗條件下，只是把強鹼KOH換成LiOH或者NaOH，則得到了固定空氣中二氧化碳的、以碳酸根為成核中心的四核四螺旋結構的稀土超分子簇。我們討論了為什麼實驗條件如此相似但結果差異如此之大，分析原因為：KOH不僅作為強鹼對配體進行脫質子化，而且體系中存在的鉀離子作為模板，可以很好的誘導體系自組裝為固定鉀離子的s-f雜金屬三重螺旋配合物；而LiOH或NaOH只是起到一個強鹼的作用對配體進行去質子化，並且體系的鹼性環境非常有利於吸收空氣的二氧化碳，並把它作為碳酸根固定下來，而碳酸根與稀土離子的配位能力非常強，故作為成核中心與四個稀土離子配位進而形成四核四螺旋結構的稀土超分子簇。另外，通過實驗，我們證實了K+和 CO32-的模板作用均可以誘導六核環狀螺旋稀土超分子簇的構型發生改變，分別重新自組裝為固定鉀離子的s-f雜金屬三重螺旋配合物和固定碳酸根的四核四螺旋稀土超分子簇。這些工作，既豐富了稀土螺旋超分子簇的性質，又拓展了稀土螺旋超分子簇模板效應的研究。
