多酸基纳米孔无机-有机杂化功能配位聚合物的制备与性质

本项目拟从不同长度、刚性和角度出发，设计选用四类有机芳香胺系列化合物（多吡啶、多唑、吡啶-吡唑、吡啶-菲咯啉类）作为有机构件与过渡金属配位交联，以性能优异的Keggin型、Dawson型等四类多酸阴离子为结构导向模板剂，设计合成具有纳米孔穴、结构新颖且具有复合功能的多酸基纳米孔无机-有机杂化功能配位聚合物材料。利用水热、溶剂热、微波、凝胶等软化学合成方法提高目标化合物的单晶率，通过X-射线衍射法表征材料结构，着重研究有机芳香胺的长度、刚性、角度以及多酸阴离子的结构、尺寸、电荷等对目标化合物的结构和孔穴大小的影响，力求解决该类化合物在制备过程中存在的网络互穿现象以及孔穴和高维度难以形成的问题。研究目标化合物的吸附分离性能和催化性能，努力探索材料结构与性能间的关系，总结其中的规律。相关研究成果在新材料设计组装、催化剂、新型功能材料等相关学科领域具有良好的应用前景和重要的科学意义。

本项目基本按照申请书所列的研究计划进行。另外，为了与多酸基功能配合物进行对比研究，补充研究了上述有机胺配体在有机羧酸存在下的功能配合物的设计合成与性能，探讨了无机多酸阴离子和有机羧酸阴离子对目标化合物组装与结构的影响规律。总的研究结果概述如下：.我们选择了四类结构不同的经典多酸[分别为Keggin型（H3PW12O40, H3PMo12O40, H4SiW12O40, H4SiMo12O40），Wells-Dawson型（H6P2W18O62）、Lindqvst型的W6O192-以及Preyssler型[H2P5W30O110]13-] 作为结构导向剂，同时选用了10多种芳香酸和脂肪酸作为辅助配体用于对比研究，共设计合成了多吡啶类、多唑类以及吡啶-菲咯啉类等三类共10多种有机胺配体，在水热条件下分别进行配位组装反应，得到了两类功能配合物。.1、多酸基功能配合物的合成与性能.以上述四类多酸为结构导向剂，与多吡啶类、多唑类有机胺配体在水热条件下或常规条件下进行配位组装反应，得到了一系列多酸基的金属有机功能配合物，通过X-射线单晶衍射表征了这些化合物的结构，并研究了这些化合物的荧光、电化学以及电催化、光催化等性能，相关研究成果已经发表在Chem. Commun., Inorg. Chem., Crystal Growth Des.，CrystEngComm., Dalton Trans., Inorg. Chem. Commun. Inorg. Chim. Acta, J. Solid State Chem.等刊物上，共计19篇，此外接受3篇（出版中）。具体发表和接受的成果见附表1。.2、有机羧酸为辅助配体的过渡金属配合物的合成与性能.为了对比无机多金属氧酸盐阴离子和有机羧酸阴离子对过渡金属配合物的影响，我们还以一些有机芳香酸和脂肪酸作为第二配体，与过渡金属/有机胺在水热条件下进行配位组装，也得到了一系列过渡金属配合物，同样表征了这些化合物的结构，并研究了这些化合物的荧光、电化学、电催化及磁性等性能，相关研究成果已发表在Crystal Growth Des.，CrystEngComm., Dalton Trans., Inorg. Chim. Acta, J. Solid State Chem.等刊物上，共计10篇。具体成果见附表1。.