基于混合价锰簇的金属-有机纳米管的合成与物理性质研究

Metal-Organic Nanotubes (MONTs) have attracted considerable interest in recent years stimulated by the well-defined crystal structures of the bulk material and potential applications in gas storage, ion exchange, catalysts and molecular magnetism.In this project, we intend to use high-spin Mn clusters as basic building units to construct MONTs. By functionalization of the diol ligand system and addjusting the template effect of amine guest molecules, rational synthesis of MONTs with addjustable inner diameter could be achieved. On the other hand, such MONTs compounds could have novel properties in molecular magnetism and proton conductivity due to their tubular structure. Target synthesis of MONTs could afford new examples of multifuctional materials.

金属－有机纳米管（Metal-Organic Nanotubes, MONTs)是由无机金属离子或金属簇合物单元和有机配体通过自组装的方式得到的具有一维纳米级孔道的框架结构，由于其确切的晶体结构以及在离子交换，气体吸附与分离，催化等领域的广泛应用前景而越来越受到关注。本项目拟将混合价锰簇引入MONTs结构中，调查有机胺客体分子以及二醇配体功能基团对自组装过程的影响，达到定向合成管径可控，内外壁功能可控的MONTs。由于高自旋锰簇的引入，所得化合物由于特殊的中空管状结构将具有特殊的电磁学性质，本项目将在试验基础上归纳总结相关化合物晶体结构-物理性质之间的相互关联，同时力图得到同时具有铁磁性和高电导率的多功能晶态材料。

我们系统的研究了有机胺模版剂以及配体官能基团对蜂巢状配位聚合物网络自组装产物的影响，研究结果表明配位聚合物网络同液晶分子以及其他软物质一样具有结构变形的能力，并且这一变形过程具有相似的双层-管-单层规律，这一研究成果有望在定向合成配位聚合物中得到应用；同时我们开发了一系列功能化的二醇配体，证明此类配位具有定向合成锰三结构的特性，并且此类单元在下一步的配位自组装中均能保持其结构以及磁性的稳定。