異金屬團簇化合物的合成和性能研究

《異金屬團簇化合物的合成和性能研究》是依託大連理工大學,由張建軍擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：異金屬團簇化合物的合成和性能研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張建軍

項目摘要

異金屬團簇化合物具有優良的光電磁性能，不僅是研究基礎化學成鍵理論的理想模型，且對於功能材料的開發具有重要意義。本研究創新性的將傳統的金屬簇合物與多核化合物的研究結合起來，旨在探索新一代無機有機雜化異金屬團簇材料的合成、結構與性能（尤其是半導體和磁性能）之間的規律。通過將金屬-金屬間鍵、金屬-Pi傳導、Pi-Pi堆積、共軛Pi鍵傳導等影響因素相結合，將六核金屬簇基元與金屬配合物，多核化合物，具有共軛Pi-鍵的有機客體分子或橋聯配體組裝雜化，充分發揮各功能模組的性能優勢，研究新型半導體材料的合成及性能調控。通過構築納米尺寸的以金屬簇為骨架的異金屬團簇物、異高核Fe-Ln、Mn-Ln及異團簇化合物，研究金屬簇與過渡金屬離子間的磁作用及新型3d-4f SMM材料。目標是篩選出幾個具有優異半導體,磁性能或兩者複合功能的化合物，探索其在功能分子器件方面的套用。

結題摘要

異金屬團簇化合物具有優良的光電磁性能，不僅是研究基礎化學成鍵理論的理想模型，且對於功能材料的開發具有重要意義。本研究將傳統的金屬簇合物與多核化合物的研究結合起來，旨在探索新一代無機有機雜化異金屬團簇材料的合成、結構與性能（尤其是半導體和磁性能）之間的規律。 研究了16價電子[M6Cl12(CN)6]4- (M=Nb, Ta) 簇合物的氧化還原行為及與鹼金屬離子、過渡金屬離子、過渡金屬配合物、稀土離子以及芳香有機配體的組裝反應。共獲得了27個基於[M6Cl12(CN)6]n-單元的化合物，初步研究了部分化合物的磁性，深入的磁性和導電性能的測試正在進行中。研究發現三組份組裝法是製備六核簇基材料的好方法,可使產物結構豐富，更加容易功能化。 在3d-4f異金屬化合物方面，以胺基酸及其衍生物為配體得到了系列Ln-Ni、Ln-Co、Ln-Fe、Ln-Cr 及數例3d-3d’-4f異三金屬0D簇合物。以3d-4f團簇為基元獲得了系列異雙金屬、異三金屬多維化合物，共48個。部分化合物具有較好的半導體、磁致冷、單分子磁體、單鏈磁體性質。研究發現在有機配體存在下的控制水解法也是製備Cr-Ln化合物的行之有效的方法，團簇的活性位點取代法是將具有特殊功能的3d-4f簇聯結形成聚合物的一個有效方法。 設計合成系列剛性大尺寸咪唑/磺酸、咪唑/羧酸雙功能基團配體，將它們與金屬離子組裝合成出34個簇基多維化合物。對這些化合物的結構分析和性能表征表明：配體中雙功能基團取代基位置的不同對化合物的結構、熱穩定性、光催化性能有明顯的影響。對稱性高的配體生成的產物的熱穩定性、光催化性能也較好。 通過本項目的研究，合成出108個新型的化合物，測定了部分化合物的半導體及磁性能，總結了相關合成反應的規律和方法，為該類新材料的製備提供實驗數據和理論依據。發表研究論文17篇，培養畢業碩士生5名，博士生2名。基本實現並在部分方面超過了申報時所設定的成果目標，達到了較好的研究水平。