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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
鐵電配位聚合物的合成及結(jié)構(gòu)研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
兩個(gè)非心具有sqp網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的三維堆積聚合物已經(jīng)可以通過(guò)非對(duì)稱(chēng)雙-咪唑橋配位基的自組裝成功合成。這是第一次研究由非對(duì)稱(chēng)的雙-單齒配位基體系形成的金屬有機(jī)骨架的鐵電性和非線性光學(xué)特性，此研究為探索金屬有機(jī)骨架鐵電材料和非線性光學(xué)材料提供了新的方法。
詳細(xì)介紹：
熱水法和溶劑熱法已經(jīng)被廣泛用來(lái)發(fā)展令人感興趣的各種各樣新型金屬有機(jī)骨架。的確，不管是我們的實(shí)驗(yàn)室還是其他實(shí)驗(yàn)室的研究都顯示，通過(guò)在溶劑熱法反應(yīng)中引入非對(duì)稱(chēng)的橋接配位體可以有效使非線性光學(xué)材料產(chǎn)生活性及構(gòu)建金屬有機(jī)骨架。通過(guò)我們的積極工作，我們進(jìn)一步看到在溶劑熱法反應(yīng)中非對(duì)稱(chēng)的橋接配位體可以較容易得到金屬有機(jī)晶體、二階非線性效應(yīng)和鐵電現(xiàn)象.因此，我們分析這個(gè)新的非對(duì)稱(chēng)的橋接配位體含有一個(gè)非對(duì)稱(chēng)雙咪唑官能團(tuán)，2-(1H-imidazol-1-ylmethyl)-1H-benzoimidazole (L, Scheme 1). 非對(duì)稱(chēng)的橋接配位體L有兩個(gè)位點(diǎn)（雙-單齒配位基）用于連接金屬并且可能通過(guò)幾何橋接擴(kuò)展成聚合結(jié)構(gòu)。在這方面，兩個(gè)新的具有5連接的拓?fù)渚W(wǎng)[Cd2(L)4(μ2-X)(X)(H2O)]n [X = Cl (1) 和 Br (2)]被合成，并表征了其固態(tài)結(jié)構(gòu)，發(fā)射光譜，二階非線性效應(yīng)以及鐵電性質(zhì)。在甲醇和水存在的溶劑熱條件下，該物質(zhì)可以通過(guò)兩種鎘鹽和非對(duì)稱(chēng)橋接配位體L反應(yīng)獲得游離的L配位基已經(jīng)被合成并可以被紅外光譜、核磁共振和元素分析來(lái)表征。

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

鐵電材料在許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值，如鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器、可控非線性光學(xué)及光模等。因此，設(shè)計(jì)和合成這類(lèi)新的鐵電功能的金屬配位聚合物，強(qiáng)化殘余極化率、飽和極化率及電滯回線的矯頑場(chǎng)。晶體工程策略方法是行之有效方法。本作品就以此目的進(jìn)行這方面的研究和探索。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

在鐵電配位聚合物的研究和探索方面，我們已經(jīng)有較扎實(shí)理論基礎(chǔ)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。這是我們首次報(bào)道和研究含這類(lèi)配體的鐵電材料的設(shè)計(jì)和合成及表征。本作品具有較高科學(xué)性和先進(jìn)性。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這類(lèi)新的不對(duì)稱(chēng)雙咪唑金屬配合物具有良好的鐵電性能及光學(xué)性能，有望成為新一代的鐵電材料及光學(xué)材料，因而可以大力推廣這類(lèi)新的不對(duì)稱(chēng)雙咪唑構(gòu)筑的金屬配合物的鐵電材料。

學(xué)術(shù)論文摘要

在溶劑熱的反應(yīng)條件下，通過(guò)不同的鎘鹽與L（2-(1H-imidazol-1-ylmethyl)-1H-benzo-imidazole）進(jìn)行自組裝反應(yīng)，合成出兩種新型三維非對(duì)稱(chēng)橋配體金屬配位聚合物[Cd2(L)4(μ2-X)(X)(H2O)]n [X=Cl (1) and Br (2)]。兩種配合物是同晶型非心結(jié)構(gòu)，其中鎘離子表現(xiàn)出不同尋常的5節(jié)點(diǎn)特性。由于柔性非對(duì)稱(chēng)配體的誘導(dǎo)結(jié)晶成非心極性堆積結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有二階非線性效應(yīng)和鐵電性質(zhì)。

獲獎(jiǎng)情況

Wang Yong. Tao, Tang Gui. Mei, Wei Yong. Qin, Qin Ting. Xiao, Li Tian. Duo,He Chao, Ling Ji. Bei, Long Xi. Fa, and Seik Weng Ng. Crystal Growth Design Communication 2010, Vol. 10 25–28

鑒定結(jié)果

本作品已經(jīng)通過(guò)學(xué)校的評(píng)選，具有較好的價(jià)值和應(yīng)用性。

參考文獻(xiàn)

(a) Zhang, J.; Chen, S. M.; Valle, H.; Wong, M.; Austria, C.; Cruz, M.; Bu, X. H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14168. (b) Zhang, J.; Chew, E.; Chen, S. M.; Pham, J. T. H.; Bu, X. H. Inorg. Chem. 2008, 47, 3495. (c) Zhang, L.; Qin, Y.-Y.; Li, Z.-J.; Lin, Q.-P.; Cheng, J.-K.; Zhang, J.; Yao, Y.-G. Inorg. Chem. 2008, 47, 8286. (d) Xue, D.-X.; Zhang, W.-X.; Chen, X.-M.; Wang, H.-Z. Chem. Commun. 2008, 1551.

同類(lèi)課題研究水平概述

合理的合成和設(shè)計(jì)非心極性聚合物已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注關(guān)于特殊物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)功能材料，例如非線性光學(xué)材料、二階非線性效應(yīng)、壓電性、熱電性、鐵電性。特別重要的是二階非線性效應(yīng)和鐵電性，因?yàn)榍罢咴陔娦?、光學(xué)存儲(chǔ)和信息處理中扮演了重要角色，而后者在可調(diào)非線性光學(xué)聚合物裝置，鐵電隨機(jī)存取記憶以及光調(diào)制器等科學(xué)領(lǐng)域有用。到目前為止，有一些關(guān)于在純有機(jī)或純無(wú)機(jī)聚合物中研究二階非線性效應(yīng)和鐵電性的文獻(xiàn)；可是，關(guān)于金屬有機(jī)骨架，控制非線性光學(xué)材料的活性及鐵電性質(zhì)的調(diào)查研究仍然相對(duì)缺乏。
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