囊包多酸的多孔轮烷/准轮烷晶态材料的设计合成与性能研究

囊包多酸的多孔轮烷/准轮烷晶体材料是由多孔的轮烷/准轮烷配位聚合物主体框架和多酸客体分子构成的一种具有丰富的拓扑结构和规则孔道的多酸基金属-有机骨架化合物。其不仅具有选择性气体吸附能力，还可以实现多酸在孔道内的原位催化反应，可望解决多酸催化应用中有效固载化的技术难题；另外，此类化合物所具有的轮烷/准轮烷结构特征使其在分子机器或分子开关等方面具有潜在的应用前景。然而，目前仅有一例囊包多酸的多孔准轮烷化合物见诸报道。据此，本项目拟采用水热、溶剂热等多种合成技术路线，依据自组装原理，通过有机结构导向配体、多酸、金属离子间的协同反应，设计制备一系列囊包多酸的多孔轮烷/准轮烷化合物，系统的研究其气体吸附和催化性能，并对其在分子机器和分子开关领域的应用进行一定的研究，扩展多酸在配位化学、材料化学以及分子催化等领域的应用。

本项目执行过程中我们制备了新颖的具有囊包多酸的多孔轮烷/准轮烷结构特点的化合物，作为上述工作的拓展的工作，进一步我们详细的研究了咪唑配体，铜及不同的Keggin多酸体系对形成多孔准轮烷结构的影响，实验结果表明我们所制备的多孔准轮烷框架对Keggin多酸具有选择囊包性，其主要受多酸体积的影响。该实验结果为我们在制备及研究其它多酸基功能杂化材料时提供了很好的实验依据和理论指导。我们还系统考察了不同多酸、配体及金属离子体系对获得多酸基功能杂化材料的影响，总结实验规律，优化了制备过程，设计与制备了多种结构新颖和性质优异的多酸基功能杂化材料。进一步，对所制备材料给以了系统的表征，并深入的研究了所制备材料的电化学、荧光、磁性及光催化等性质。在基金委的大力扶持与资助下，与团队成员的共同努力下，本项目取得一些可喜的成果，累计发表SCI论文33篇（详见成果列表部分）。