基于新型Ullmann反应设计的磁性3d过渡金属磷砷化合物低维纳米材料的相控制合成、结构及磁性研究

本申请旨在建立一种过渡金属磷砷化合物的合成新方法，着重利用新型Ullmann反应的设计与构造实现磁性3d过渡金属磷砷化合物低维纳米材料的相控制合成与生长，并在分子水平上探明磷砷化合物在合成过程中的反应机理及其低维纳米材料在化学反应体系中的物相控制生长机理，实现磷砷化合物低维纳米材料的相控制制备。通过对所合成低维纳米材料磁性和纳米化学性质的研究，探明磷砷化合物低维纳米材料的结构与性质之间的关系，为磁性3d过渡金属磷砷化合物低维纳米材料的功能拓展和应用提供基础。

过渡金属磷砷化合物是一类非常重要的无机功能材料，具有复杂的成键形式和多样的化学计量比和晶体结构，在数据记录与存储、磁致热/冷材料制备、超导体及能量转换等众多技术领域都有广泛的应用前景。由于其结构复杂及V族前驱物难以获得使得过渡金属磷砷化合物的合成较为困难。本课题在前期工作基础上，设计出新颖的新型Ullmann偶联反应路线通过反应条件的选择和调控实现过渡金属磷砷化合物如Co2P、Cu3P、CuP2、FeP、Ni2P、Ni12P5、NiP2、Ni5P4、Ni/Ni3P、FeAs和FeAs2等低维纳米材料的相控制生长，并研究和探明了该磷砷化合物制备的反应机理及其低维纳米材料的生长机理。同时，还研究了所制备磷砷化合物低维纳米材料的结构、微结构和物化性质，为其功能开发和应用提供有益的探索。本项目研究不仅为利用毒性较小的芳基前驱物制备金属磷砷化合物提供了一条重要途径，而且为其他相关固体材料及其复合结构的制备提供了有价值的借鉴。此外，该研究还为传统乌曼反应的拓展以及合成化学的发展都起到的有益的补充和贡献。项目开展以来，在Chemistry - An Asian Journal（2012, 7, 2045-2050）、CrystEngComm （2013, 15, 6863–6869；2011, 13, 2792-2798；2011, 13, 2281-2288；2011, 13, 5488-5494）、Dalton Transactions （DOI: 10.1039/c3dt52693c, 2014）、Journal of Materials Chemistry （2011, 21, 11961-11967）、Nano Letters （2013, 13, 3996–4000）和 Nano Research （2011, 4, 861-869）等学术刊物上共发表研究论文 13 篇（均标注本基金资助），后续还有数篇工作将陆续发表并标注。同时培养毕业博士研究生 2 名，硕士研究生 5 名。