基于氮杂环芳香阳离子构筑的金属配合物的光致变色性能研究

光致变色材料在民用、军事和天空等多个领域具有非常重要的实际和潜在应用价值。为解决光致变色材料都普遍存在的适用范围的问题，我们采用无机和有机两种材料杂化的思路以获得具有各自优点的新型无机－有机杂化光致变色材料，利用有机配体的可裁剪性和金属离子的多样性，直接用光致变色有机配体与金属进行组装反应，制备性能优良的光致变色配合物。研究基于氮杂环芳香阳离子构筑的金属配合物的配位化学和光致变色性能，并通过理论计算、物性测量以及晶体学方法探讨相关光致变色机理。由氮杂环芳香分子连接具有配位能力的基团形成的紫精类配体，具有良好的共轭性、亲过渡金属和配位种类多等特点，可构筑具有新颖结构和优良性能的金属配合物；同时所设计的紫精配体本身具备光致变色的条件，引入金属离子后，研究氮杂环芳香阳离子和N的取代基团，以及金属离子和配体自组装在光响应中所起的作用。

光致变色材料的双稳态特点被研究应用于智能存储，控制开关，灵敏材料等多个领域中，研究更高效的变色材料一直以来都备受关注。基于电子转移的光致变色化合物与基于原子转移的光致变色化合物相比，在相互转化的空间效应方面具有更多的优势，有可能需要较少的能量或是具有更快的响应时间等特点，这使其在固体材料得到更好的应用。但其多数是以液相形式存在，相对固相的研究例证还很少。我们采用无机和有机两种材料杂化的思路以获得具有各自优点的新型基于电子转移的无机－有机杂化光致变色材料，在固体材料中建立结构与性质的关系。本项目研究成果主要包括：1）设计合成了两个光致变色活性配体，拓宽了紫精基光致变色体系；2) 光致变色配体与金属配位，引入大的阴离子对变色性能的影响；3)光致变色配体和金属体系中引入第二给电子配体，其中一项工作首次利用电子转移光致变色特性实现的二阶NLO的可逆切换，获得了变色前后高达3倍的NLO强度对比度，该项工作发展出一种高效的NLO可调手段，研究成果发表在近期的德国《应用化学》，另一项工作利用具有光响应的有机配体来修饰无机化合物得到两个同构的光致变色和热致变色化合物，但由于含有不同的卤素离子，其表现不同，设计合成得到具有双功能新型化合物将具有更广泛的应用前景。4）同是基于电子转移的其他体系的研究工作。.研究成果部分已经在Angew. Chem. Int. Ed.（1 篇；IF = 11.455）、J. Mater. Chem. C, （1 篇）Inorg. Chem.（2 篇；IF = 4.601）等期刊上发表4篇SCI收录论文