Mo(W)/S/Cu(Ag)杂双簇配位聚合物的构筑及其三阶非线性光学性能研究

Developing new functional coordination polymers (CPs) has always been a hot topic in the field of chemistry and material science. Heterobicluster CPs, incorporating with different skeletonal cluster building units, show unique architectures and photoelectric properties, which promise them acting as good candidates for the third-order nonlinear optical (NLO) materials. However, heterobicluster CPs are rarely explored to date. This project will firstly focus on the construction and third-order NLO properties of heterobicluster CPs based on different skeletonal Mo(W)/S/Cu(Ag) building clusters. Mo(W)/S/Cu(Ag) heterobicluster CPs with novel architectures will be controllablely constructed by diverse cationic templates and.organic bridiging ligands. The structures of new Mo(W)/S/Cu(Ag) heterobicluster CPs will be established by elemental analysis, IR, UV-vis, single crystal and powder X-ray crystallographic studies. The third-order NLO properties of new Mo(W)/S/Cu(Ag) heterobicluster CPs will be investigated. The effective method for constructing Mo(W)/S/Cu(Ag) heterobicluster CPs will be successfully developed, and the correlations between their structures and third-order NLO properties will be elucidated. Through this project, siginificant progress will be made in developing effective method for heterobicluster CPs and better third-order NLO maretials.

开发新型功能配位聚合物一直是化学、材料科学研究的热点。基于不同骨架构型金属原子簇构造单元的杂双簇配位聚合物具有独特的结构与光电性能，以这类配位聚合物为基础进行三阶非线性光学材料的开发具有重要的应用前景和理论价值，但至今杂双簇配位聚合物很少见文献报道。本项目将首次开展基于不同骨架构型Mo(W)/S/Cu(Ag)金属原子簇构造单元的杂双簇配位聚合物的构筑与三阶非线性光学性能的调控研究：选用一系列不同特性的阳离子模板和功能有机桥联配体构筑基于不同骨架构型Mo(W)/S/Cu(Ag)金属原子簇构造单元的杂双簇配位聚合物，确定其结构，测定其三阶非线性光学性能；探明杂双簇配位聚合物的有效构筑方法；阐明其独特的结构与其三阶非线性光学性能的构效关系。本项目有望在杂双簇配位聚合物的构筑方法以及更加优异三阶非线性光学材料开发方面取得研究成果，有着非常重要的学术价值。

非线性光学材料在图像处理、全光开关、光学存储和记忆系统等领域有着较大的应用潜力，设计和研制新型的具有优异非线性光学性能的分子功能材料代表了当前化学、材料科学研究领域的一个发展趋势。Mo(W)/S/Cu(Ag)金属原子簇合物的三阶非线性光学性能已引起了广大研究人员的极大兴趣。大量的报道显示这类原子簇化合物具有比很多传统的三阶非线性光学材料如无机半导体和有机分子更优异的性能，同时它们兼备了无机半导体和有机分子二者的优点。本项目主要开展了基于不同骨架构型Mo(W)/S/Cu(Ag)金属原子簇构造单元的杂双簇配位聚合物的构筑与三阶非线性光学性能的调控研究：（1）通过含氮含氧双功能有机配体有效构筑基于W/S/Cu簇构造单元和稀土/碱土金属簇构造单元的杂双簇配位聚合物；（2）通过不同尺寸、构型及价态的稀土/碱土金属阳离子模板调控了W/S/Cu杂双簇配位聚合物的结构与三阶非线性光学性能，合成出对比于含单一簇构造单元的簇合物或簇聚物具有更加优异三阶非线性光学性能的杂双簇配位聚合物；（3）通过理论计算初步确定杂双簇配位聚合物的簇构造单元对其三阶非线性光学性能的影响。另外本项目还使用大平面、多齿、聚集诱导发光型功能有机配体设计合成了发光W(Mo)/S/Cu簇基配位聚合物、发光配位聚合物/金属-有机框架材料，并研究它们在环境污染物检测方面的应用。本项目所取得研究成果已发表在J. Mater. Chem. C、Sens. Actuators B: Chem.、Inorg. Chem.等国际重要化学、材料学期刊上，到目前为止共发表标注该基金SCI论文17篇，授权国家发明专利11项，培养12名硕士研究生。本项目所取得研究成果应该对光学功能材料的基础研究与开发应用具有重要意义。