有机配位键合的新型多元金属硫属化物的合成及其性能研究

本项目运用溶剂热、离子热、微波合成等多种软化学合成手段，以四面体构型的金属离子（如Ga3+、In3+、Ge4+、Sn4+等）与具有孤电子对的其他配位构型的主族金属离子（Sb3+、Bi3+、Pb2+）以及（或）稀土金属离子共同构筑的异金属硫属次级建筑单元为无机组分，将不同构型和功能的有机配体，特别是共轭有机配体通过配位键合引入到无机骨架中，获得新型的有机-无机杂化多元金属硫属化物；研究其结构及发光、光催化等性质；深入探讨构效关系；考察有机组分与无机组分协同作用对结构和性能的调控规律；拓展多元金属硫属化物的合成化学和结构化学，为开发新型硫属化物基发光、光催化、光电材料提供一种新途径。

本项目提出将具有不同构型的金属硫属配位多面体相结合构筑新型异金属硫属次级结构单元的设计思想，利用各种软化学合成法，将不同构型和功能的有机配体，特别是共轭有机配体通过配位键合引入到无机骨架中，获得新型无机-有机杂化多元功能金属硫属化物。在结构导向剂或模板的作用下，合成了若干系列结构新颖、组分多样的有机组分配位键合或与无机组分弱作用形成的杂化硫属化物。重点对其中若干化合物进行了负热膨胀、离子交换和光催化性能方面的研究；其中化合物Mn2(api)Sb2S5具有突出的负热膨胀特性，[NH3CH3]4[In4SbS9(SH)]和[(Me)2NH2][BiGeS4]具有良好的Rb+交换特性。该项目不仅拓展了多元金属硫属化物的合成化学和结构化学，同时为寻找性能优异的硫属化物提供了新的设计思路。项目研究期间，发表SCI论文15篇，其中12篇影响因子大于4；发表会议论文10篇；申请国内发明专利1项。参加项目研究的博士生毕业3名，在读2名，硕士生毕业2人。