多功能分子基材料的构筑与结构性能调控

金属-有机框架材料（或无机-有机杂化材料），是近年来深受重视的一类多功能分子基材料。我们多年从事相关研究，本项目拟在前期工作的基础上，利用晶体工程的经验和方法，通过设计几大类结构独特并相互关联的有机桥联配体以及某些特定金属离子的选择，构筑各种具有微孔结构并兼具多种功能的无机-有机杂化分子基材料，深入研究它们的孔性质及与其相关的手性、光电磁等物理化学性质，探索其在吸附分离、物质存储与转化、分子识别、药物控释及非线性光学等方面的应用，开发智能型材料。阐明其合成及结构调控的内在机理，特别考察通过微调桥联配体的结构而调控目标材料的结构与性能的规律。结合理论化学方法，重点阐明相关体系的定向合理构筑、结构调控、不同体系之间的动态转换，以及各种理化性能间的协同效应及功能间复合与联系等。实现从分子到材料的跨越，解决该类分子基材料构筑中的重大基础科学问题，为多功能分子基材料的发展和创新做出原创性贡献。

近年来，可实现特定功能的多功能分子基材料的研究受到了广泛关注。其中，由有机配体与金属节点构筑的配位聚合物是一类具有独特组成、结构和性能的无机-有机杂化分子基材料。该类材料可在分子层面上对材料的结构及性能进行调控，因此成为分子基材料研究的热点之一，在吸附分离、磁性、发光、传感检测等众多领域都展现出了良好的应用前景。在本项目的研究中，我们基于有机配体和金属节点的合理设计和选择，在发展配位聚合物合成方法学的基础上探索并总结该类材料结构与性能之间的关系，以期实现配位聚合物的功能导向构筑和结构性能调控的目标，获得具有特定结构与功能的配位聚合物材料。我们设计、合成和选择了数十种配体，构筑了多个系列的功能配位聚合物并研究了它们的有关性能，探索了结构与性能的内在关系，发现了一些有趣的现象及规律。本项目有关研究成果已在Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Chem. Sci., Sci. Rep., Chem. Eur. J., Chem. Commun., J. Mater. Chem. A, Inorg. Chem., Dalton Trans.等多种国内外重要刊物发表SCI收录论文114篇，应邀撰写Coord. Chem. Rev. 综述文章2篇，获专利授权15项。相关研究论文已被他引1600余次，并有9篇论文入选过去十年间高引用论文（ISI Highly Cited Papers），受到国内外同行的高度关注及评价。项目成果为配位聚合物的结构设计、定向构筑及性能调控与功能化等问题的解决提供了科学依据，对相关领域的发展做出了贡献，实现了项目预期研究目标。