[01130099]多功能金属-芳香酸框架材料的化学合成与性能研究

本项目属于无机化学、材料化学、催化化学、化学工程以及环境化学等多学科交叉的应用基础研究课题。近年来,随着超分子化学及与之相关的配位化学等领域的迅速发展,以金属离子和有机配体为分子建筑块构筑的金属有机框架（MOFs）材料的基础与应用基础研究,已经成为研发21世纪新型功能材料的重要突破口。由于金属离子和有机配体的引入,金属有机框架材料兼具有机及无机功能基团各自的性质和功能,容易通过结构调控来实现性能调控和优化,而且其物理化学稳定性能等明显优于有机材料。本项目的主要创新成果如下： （1） 系统研究了系列含氮辅助配体和金属离子对MOFs材料结构和性能的调控作用,结果表明其调控机理可分为两类： （i） 含氮辅助配体通过自身的结构特点调控MOFs材料的结构; （ii） 含氮辅助配体通过调变羧基的配位方式微控MOFs材料的结构。 （2） 系统研究系列羧酸间隔基对目标MOFs材料结构和发光性能的调控规律,为进一步设计合成光功能MOFs材料提供实验依据。 （3） 利用实验和理论计算化学相结合的方法分析目标MOFs材料的能级分布情况,解释其发光机理、发光性能与结构之间的构效关系,为进一步设计合成荧光MOFs材料提供理论依据。 （4） 探索研究目标MOFs材料作为荧光传感器材料在检测小分子物质和重金属离子中的应用。 （5） 发现了系列原位有机配体合成反应,这为设计合成新型有机化合物提供了新的思路和切实可行的方法。 （6） 系统研究了影响MOFs材料合成的各种因素,总结出了一定的合成MOFs材料的规律。 本项目以合成开发新型光功能MOFs材料为目标,对其构筑机理,合成方法、结构、性能及应用进行系统研究,并通过理论计算对其发光机理进行了分析。期间共发表论文23篇,SCI收录18篇,为此类材料的研究开发提供了新思路和新方法。