从线型到星型有机胺构筑的多酸基微孔材料的组装和性能研究

将多酸引入到具有刚性多孔特征的功能型配位化合物中来构筑多酸基微孔材料，成为化学工作者高度关注的一个研究方向。本项目拟针对所选用的线型及星型多苯基多唑类有机胺配体具有较大尺寸、较强刚性度的特点，利用多酸阴离子作为无机模板剂或连接体，来构筑多酸基微孔材料。本项目系统探索组装孔材料过程中从线型到星型有机胺中多唑基团的分散度、苯基间隔子的数目、刚性度、配位点多寡以及多酸阴离子不同的尺寸、电荷等因素对获得不同孔径的目标化合物的影响，实现目标化合物的可控合成，力求克服穿插网络的形成。该类材料的获得，有望在选择性吸/脱附和催化等领域具有潜在应用，研究材料结构与性能之间的联系，总结规律性。该项目为多酸微孔材料的获得提供科学的理论依据和实验范例，对扩展多酸在选择性吸/脱附和催化材料等领域的应用具有重要的学术意义。

本项目从不同取代基团以及不同的长度、柔韧性出发，设计选用了六类有机胺系列配体（苯基四氮唑/三氮唑衍生物、柔性双三氮唑类、刚性/柔性双咪唑类、单/双吡唑类、屈嗪衍生物、噻菌灵）作为有机建筑单元，以性能优异的具有不同尺寸、结构以及电荷的Keggin型、Wells-Dawson型、同多钼酸盐、Preyssler型等多酸阴离子作为为结构导向模板剂以及无机建筑单元，在水热条件下与过渡金属离子进行配位组装，得到了一系列结构新颖的无机-有机杂化的多酸基功能配合物。通过单晶X-射线衍射表征了目标化合物的结构，同时探讨了有机胺分子的柔韧性、配位基团数目、配位点位置、间隔子长度以及多酸阴离子的结构、尺寸、电荷等对目标化合物的结构和孔道大小的影响，在一定程度上解决了该类化合物在制备过程中存在的框架易穿插现象以及难以获得高维度框架的问题。研究了目标化合物的荧光、电催化以及光催化性能，同时也探索了部分化合物的汞离子荧光传感和磁性，努力探索材料结构与性能间的关系，总结了其中的部分规律。相关研究成果在功能材料设计组装以及应用等相关学科领域具有良好的前景和重要的科学意义。