雙金屬有機三明治型化合物結構與催化機理的理論研究

《雙金屬有機三明治型化合物結構與催化機理的理論研究》是依託河北師範大學，由李曉艷擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：雙金屬有機三明治型化合物結構與催化機理的理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李曉艷
• 依託單位：河北師範大學

項目摘要

雙金屬三明治化合物分子記憶體在兩個金屬中心，因有望成為性能優異的新型催化劑而成為研究熱點。本項目主要利用量子化學和電子密度拓撲分析方法研究雙金屬有機三明治化合物的化學鍵性質及其催化機理。對現有電子密度拓撲分析方法進行改進和拓展，設計畫分原子價域的新理論模型和算法，並將其程式化；研究一些典型雙金屬三明治化合物，揭示此類化合物中金屬-金屬、金屬-配體間的作用本質，討論其特殊的結構與物理化學性能之間的關係，確定此類化合物的成鍵規則；研究雙金屬三明治化合物催化烯烴聚合反應機理，闡明金屬-金屬鍵在催化過程中的作用。這些研究成果將有助於更好地理解雙金屬三明治化合物的結構、催化機理及構效關係，為改進其物理化學性能、提高催化活性、指導合成新型雙金屬三明治化合物提供理論依據。

結題摘要

由金屬原子和有機分子環構成的金屬三明治化合物具有獨特的物理化學性質，在光電子器件、催化劑、生物感測器、儲氫等方面展現了誘人的套用前景。本項目改進和拓展了現有的電子密度拓撲分析程式，設計了“原子價域”模型和價域內物理量的精確算法。根據原子價域內的各物理量可以更好的描述化學鍵強度、性質、極性的參量。將設計的“原子價域”模型及改進的算法加入到GTA程式中，實現了算法的程式化，推出了新版本的GTA-2017程式。採用量子化學計算方法和改進的電子密度拓撲分析程式，對由第IA、IIIA、VIA主族元素和過渡金屬形成的同核及異核雙金屬三明治化合物的結構和化學鍵性質進行了系統研究，對此類化合物中金屬-金屬、金屬-配體間的作用強度、屬性等給出了規律性描述。比較了此類化合物基態和激發態的區別，探討了金屬對配體環芳香性的影響，明確了影響三明治化合物穩定性的影響因素，包括電荷、配體種類、中心原子的價電子組態以及金屬摻雜等。從理論上預測了由半三明治化合物構造三明治化合物和三層三明治化合物的可能。解釋了雙Ru和三Ru三明治化合物對烯烴插入、C-H活化的反應的催化機制。以上研究結果為明確雙金屬三明治的結構和性質、改進其物理化學性質以及催化活性等方面提供了理論基礎，具有一定的理論和實踐價值。