《巨型輪狀和球狀銅-氧簇的製備及其性質研究》是依託湖南大學，由許峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：巨型輪狀和球狀銅-氧簇的製備及其性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：許峰
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
對具有高對稱性結構的巨型金屬-氧簇的研究,是納米材料和無機生物學的前沿熱點。對其自組裝規律的認識，仍只局限在鉬、錳和鈀簇。在前期研究中，結合這三類金屬-氧簇的研究成果，我們探討了巨型輪簇和球簇與其金屬核數的相關性。對這一規律的驗證和完善，亟需引入另一種元素作為研究對象。本課題設計以來源廣泛、配位方式靈活的銅離子作為研究對象，在我們對水相中製備輪狀{Pd84}和銅離子的水解作用已有研究基礎上，採用動態組合化學法和建築塊法，以期製備具有輪狀和球狀結構的巨型銅-氧簇並研究其性質。本項目以在開放的水相溫和反應體系中對銅-氧簇組裝進行實時、精細調控為研究特色，不同於傳統合成策略中往往著重於有機配體的設計和採用有機溶劑、溶劑熱反應法，為突破金屬核數超過44的銅-氧簇的製備提供新的研究思路。本項目旨在通過研究此類分子的定向合成和構效關係，為製備具有工業套用價值的新型無機分子材料提供依據。
結題摘要
在該項目研究中，本課題採用“動態組合化學法”和“建築塊法”兩種合成策略，通過設計、調控和組合不同實驗參數，研究了銅離子在溶液中自組裝行為，通過單晶生長的方法，獲得可靠的結構數據，並結合其他分析手段，研究其固態和溶液中的物化性能。在一系列的研究探索中，系統性地建立和完善了兩個自組裝體系：（1）銅鹽在水相中與酒石酸配體作用定向製備不同核數的零維簇合物與手性二維層狀配位聚合物（銅鹽與酒石酸體系）；（2）具有二十核的銅-氧球簇以及基於該球簇結構模型的銅-鋅、銅-鈷、銅-鎳雙金屬球狀簇合物（二十核金屬-氧球簇體系）。銅鹽與酒石酸體系的調控，不僅證實了該體系中可能存在的動態組裝庫，仍有大量具有新結構、新性能的銅-氧簇合物及配位聚合物有待探究，如具有高S值的手性銅-氧簇，還提供了一種在溫和條件下（常溫、水相）可控合成金屬-氧簇合物的新方法和思路。二十核金屬-氧球簇體系的建立，一方面證實了不同體系中具有高對稱性的球狀結構的構築和傾向，另一方面為以該球狀簇合物作為模板合成具有更大結構的主體分子的研究，提供了工具和基礎。此外，多種金屬混雜的球簇合成，也為製備具有優異性能的新型混合金屬材料提供了一種新方法。相關研究成果已在Inorganic Chemistry期刊發表3篇論文，目前仍有2篇文章投稿中。
