异金属团簇化合物的合成和性能研究

异金属团簇化合物具有优良的光电磁性能，不仅是研究基础化学成键理论的理想模型，且对于功能材料的开发具有重要意义。本研究创新性的将传统的金属簇合物与多核化合物的研究结合起来，旨在探索新一代无机有机杂化异金属团簇材料的合成、结构与性能（尤其是半导体和磁性能）之间的规律。通过将金属-金属间键、金属-Pi传导、Pi-Pi堆积、共轭Pi键传导等影响因素相结合，将六核金属簇基元与金属配合物，多核化合物，具有共轭Pi-键的有机客体分子或桥联配体组装杂化，充分发挥各功能模块的性能优势，研究新型半导体材料的合成及性能调控。通过构筑纳米尺寸的以金属簇为骨架的异金属团簇物、异高核Fe-Ln、Mn-Ln及异团簇化合物，研究金属簇与过渡金属离子间的磁作用及新型3d-4f SMM材料。目标是筛选出几个具有优异半导体,磁性能或两者复合功能的化合物，探索其在功能分子器件方面的应用。

异金属团簇化合物具有优良的光电磁性能，不仅是研究基础化学成键理论的理想模型，且对于功能材料的开发具有重要意义。本研究将传统的金属簇合物与多核化合物的研究结合起来，旨在探索新一代无机有机杂化异金属团簇材料的合成、结构与性能（尤其是半导体和磁性能）之间的规律。.研究了16价电子[M6Cl12(CN)6]4- (M=Nb, Ta) 簇合物的氧化还原行为及与碱金属离子、过渡金属离子、过渡金属配合物、稀土离子以及芳香有机配体的组装反应。共获得了27个基于[M6Cl12(CN)6]n-单元的化合物，初步研究了部分化合物的磁性，深入的磁性和导电性能的测试正在进行中。研究发现三组份组装法是制备六核簇基材料的好方法,可使产物结构丰富，更加容易功能化。.在3d-4f异金属化合物方面，以氨基酸及其衍生物为配体得到了系列Ln-Ni、Ln-Co、Ln-Fe、Ln-Cr 及数例3d-3d’-4f异三金属0D簇合物。以3d-4f团簇为基元获得了系列异双金属、异三金属多维化合物，共48个。部分化合物具有较好的半导体、磁致冷、单分子磁体、单链磁体性质。研究发现在有机配体存在下的控制水解法也是制备Cr-Ln化合物的行之有效的方法，团簇的活性位点取代法是将具有特殊功能的3d-4f簇联结形成聚合物的一个有效方法。.设计合成系列刚性大尺寸咪唑/磺酸、咪唑/羧酸双功能基团配体，将它们与金属离子组装合成出34个簇基多维化合物。对这些化合物的结构分析和性能表征表明：配体中双功能基团取代基位置的不同对化合物的结构、热稳定性、光催化性能有明显的影响。对称性高的配体生成的产物的热稳定性、光催化性能也较好。.通过本项目的研究，合成出108个新型的化合物，测定了部分化合物的半导体及磁性能，总结了相关合成反应的规律和方法，为该类新材料的制备提供实验数据和理论依据。发表研究论文17篇，培养毕业硕士生5名，博士生2名。基本实现并在部分方面超过了申报时所设定的成果目标，达到了较好的研究水平。