稀土离子参与调控的功能钴配合物及其组装

本项目拟合成一类稀土离子参与性质调控的钴配合物，可以通过改变稀土离子的配位环境来改变钴离子的价态，从而调控配合物的磁、光性质。通过各种谱学表征方法，结合理论计算，从分子层面理解这种调控机制和电子传递的机理。并且基于这种调控机制，提出了一种新的水分解催化剂的设计方案。将稀土-钴配合物作为PSII系统活性中心Mn4OxCa簇的模拟物，钴离子代替锰作为催化水分解的活性中心，稀土离子代替氧化还原惰性的钙离子，研究稀土离子对钴离子催化水分解活性的影响。

项目研究紧紧围绕研究目标，按照预定研究计划开展，取得了一些重要的研究成果。项目从分子工程角度出发，以单核钴配合物为前体，系统地改变第二配位金属，设计、组装出一系列结构明确的异金属钴配合物，深入研究了这些材料的结构与性能之间的相互关系，研究了外界因素如温度等对材料中钴离子磁性的调控作用，以及温度和湿度对材料导电性的调控作用。项目研究明确了以notpH6作为配体构筑异金属钴配合物的组装规律。利用稀土离子的高配位数和亲氧性，设计合成了镧钴异核层状化合物，这类材料在进行热处理时镧离子逐渐失去其配位的水分子，从而驱动钴离子配位八面体发生畸变从而导致其价态发生变化，为设计合成环境响应的磁性材料提供了新的思路。同时这类镧钴化合物可以发生原位相变，将质子从层内释放到材料的层间通道，从而提高材料的导电率，找到了一种新的增强材料质子传导性能的方法。项目已发表标注课题号论文2篇：美国化学会志（J. Am. Chem. Soc.） 1篇，欧洲化学（Chem. Eur. J.）1篇，基本实现了项目的预期目标。