Preparation of Functional Nanometer materials by Pyrolysis of Supramolecular Complex

项目批准号：59872039

中国科学技术大学 郑能武^*、潘龙、吴永钢、周涛、杨如义、孙育杰

　　通过组装形成的超分子化合物材料具有结构多样性，在催化、分子识别、化学吸附、分子磁体、非线性光学、药物合成等领域有着广阔的应用潜力，因此它的研究成为当前超分子化学研究的热点之一。纳米微粒的制备技术是材料科学的重要内容。制备方法的研究对材料科学的发展有重要意义。本项目的主要目标有两个。其一是用分子设计的思想、合成结构新颖的超分子化合物并研究其性能，为推进学科的发展和开拓应用前景做贡献；其二是通过化学和材料科学的交叉，把超分子化学和纳米材料制备结合起来，以超分子化合物为前驱物，通过热解制备功能纳米材料。

● 主要研究成果

　　(1) 从分子设计入手合成了过渡金属、稀土的超分子化合物，并表征了它们的结构和研究了其中的某些性质。发现[Zn(4,4'-bipy)(SCN)₂]_w、[Mn(N3)2(4,4'- bipy)]_n、[Hg(hmt)_1/2Br2]_∞分别具有锯齿状、螺旋状、蜂巢状结构；发现[Zn(N3)₂(4,4'-bipy)]_n中由吡啶环形成的π－π堆积柱中存在电子转移，[Mn(N3)₂(4,4'-bipy)]_n具有反铁磁性。

　　(2) 以合成的超分子化合物为前驱物，热解制备功能纳米微粒。在已合成的超分子化合物的基础上，通过热解单一金属的[Zn(4,4'-bipy)(SCN)₂]w、[Cd(4,4'-bipy) (SCN)2]n，异金属的[Cu(Him)4(Cr2O7)]n，得到尺寸分布良好的纳米微粒。并讨论了前驱物热稳定性、配位键强度和热解条件对热解产生的纳米微粒尺寸的影响。我们的研究结果表明以超分子化合物为前驱物热解制备功能纳米微粒(包括单金属和掺杂) 的方法是可行的。

　　(3) 开通了国际合作研究渠道。双方的合作研究已在稀土超分子化合物的研究中初见成效。发现轻、中、重稀土和3,5－吡唑二甲酸可分别形成三维网状、双层和单层多种结构；且[Ln(Hpdc)3(H2O)]·2H2O (Ln=La，Ce) 具有沸石材料的行为。该结果已在国外Angew. Chem. Int. Ed.(SCI影响因子8.56) 上联名发表。Er(III)和对苯二甲酸的超分子化合物形成紧密结构,并且在脱水再吸水过程中发生结构转化。联合署名的论文已被Inorg. Chem.接受。

工程与材料科学部、国际合作局 主办
数理科学部、化学科学部 协办