新型原子團(tuán)簇的的合成結(jié)構(gòu)與性能研究

新型原子團(tuán)簇的的合成結(jié)構(gòu)與性能研究第1頁/共52頁

原子簇(原子團(tuán)簇，團(tuán)簇)是指由幾個(gè)至幾百甚至幾千個(gè)原子組成的聚集體。原子簇包括金屬簇、非金屬簇、金屬-非金屬簇等領(lǐng)域。由于尺寸介于微觀和宏觀之間，原子簇是介于原子、分子和凝聚態(tài)之間的橋梁；原子簇有能帶結(jié)構(gòu)，量子尺寸效應(yīng)、異常的化學(xué)活性和催化等特性。在光學(xué)、電子學(xué)、磁學(xué)、光電子學(xué)等方面表現(xiàn)出許多新奇的現(xiàn)象。與納米科技、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料和超分子化學(xué)等學(xué)科有很有意義的交叉。

★研究意義第2頁/共52頁[M561][M1415][M2057]★最新進(jìn)展納米級(jí)金屬原子簇第3頁/共52頁第4頁/共52頁第5頁/共52頁納米金屬簇間電子轉(zhuǎn)移能第6頁/共52頁Au30Ag28金屬團(tuán)簇的光電性質(zhì)第7頁/共52頁第8頁/共52頁二硫化鉬BuchieBall外徑3.5nmNature,1999第9頁/共52頁氧化鉬BuchieBall外徑2.5nmMeuller,Angew.Chem.Int.Ed.,2000第10頁/共52頁第11頁/共52頁[Mo248O480]n-Meuller,Nature,1999,397,48第12頁/共52頁Olenyuk,B.;Levin,M.D.;Whiteford,J.A.;ShieldJ.E.;Stang,P.S.J.Am.Chem.Soc.

1999,121,10434.

tapp和

[Cu12(tapp)8]的結(jié)構(gòu)

外徑：~2.0nmInnercavityvolume:~800?3

第13頁/共52頁Takeda,N.;Umemto,K.;Yamaguchi.K.;Fujita,M.Nature

1999,398,794

[Pd18(en)18(tpb)6]36+

Innercavityvolume:~900?3

第14頁/共52頁MolecularCube

withNanometer-SizedCage

MaochunHongetal,J.Am.Chem.Soc.

2000,122,4819tpst[M6(tpst)8]m+第15頁/共52頁Nano-scaleMolecularCube

withOhSymmetry[Ni6(tpst)8Cl12]Innercavityvolume:~1200?3

MaochunHongetal,J.Am.Chem.Soc.2000,122,4819

第16頁/共52頁MolecularCube

withNanometer-SizedCage

MaochunHongetal,J.Am.Chem.Soc.2000,122,4819

第17頁/共52頁碗狀的納米分子[Mo51V9O168(NO3)12(N(CH3)2)]

外徑2.1nm，碗口直徑1.1nm第18頁/共52頁[Mo57V12O240]外徑2.4nm第19頁/共52頁巨輪狀[Mo142O432H14(H2O)56]26-第20頁/共52頁{Mo176O530}納米球，外徑3.1nm,內(nèi)徑2.0nm第21頁/共52頁DNA型雙螺旋巨磁納米管，外徑1.9nmSmMoO第22頁/共52頁第23頁/共52頁洪茂椿等，未發(fā)表的結(jié)果第24頁/共52頁★金屬納米線Metalgraphite-likestrutureMetalnano-wire第25頁/共52頁

Linearcoordinationpolymer第26頁/共52頁含M6單元的金屬納米線

MaochunHongetal,Inorg.Chem.

1999,38,600第27頁/共52頁含M6單元的金屬納米線M.C.Hongetal,Inorg.Chem.1999,38,600-602Ag-Ag:2.85-3.10?第28頁/共52頁含M8單元的金屬納米線M.C.Hongetal,Chem.Commun.1999,1389

第29頁/共52頁含M8單元的金屬納米線

M.C.Hongetal,Chem.Commun.1999,1389

Ag-Ag:2.88-3.05?第30頁/共52頁金屬納米線第31頁/共52頁M6六邊形和M5五邊形單元第32頁/共52頁具有半導(dǎo)體性質(zhì)金屬類石墨結(jié)構(gòu)

MaochunHongetal,Angew.Chem.Int.Ed.2000,39,2911

[Ag6(SPy)6]n第33頁/共52頁無機(jī)納米管第34頁/共52頁具有半導(dǎo)體性質(zhì)金屬類石墨結(jié)構(gòu)

MaochunHongetal,Angew.Chem.Int.Ed.2000,39,2911第35頁/共52頁★以金屬簇為骨架的多

孔洞材料

第36頁/共52頁Cui,S.S.-Y.;Lo,S.M.-F.;Charmant,J.P.H.;Orpen,A.G.;

Williams,I.D,Science,1999,283,1148.

[Cu3(tma)2(H2O)3]n的三維結(jié)構(gòu)孔徑1.2nm

第37頁/共52頁[{Zn4(OH)2(bdc)3(DMSO)4}]n

的三維納米孔洞結(jié)構(gòu),孔徑1.0nm,洪茂椿等，未發(fā)表的結(jié)果第38頁/共52頁[Zn4(OH)2(bdc)3]n

的三維納米孔洞結(jié)構(gòu)的氣體(N2,H2)吸附曲線第39頁/共52頁~8.5?ab含圓柱形隧道的Gd2Cu3L6三維結(jié)構(gòu).第40頁/共52頁~18?第41頁/共52頁XPRDpatternsfor1.a)atroomtemperature,b)afterheatingat130C,c)afterrehydrationofsampleb,d)afterheatingat200C,e)afterrehydationofsamped,f)afterheatingat280C,g)afterrehydationofsampef.

第42頁/共52頁Chiralporousstructurein[Ni(amino)2(H2O)]~10?第43頁/共52頁★今后的研究工作★設(shè)計(jì)合成納米級(jí)原子簇★金屬納米線★具有納米孔洞結(jié)構(gòu)的

多孔材料第44頁/共52頁=具有納米孔洞結(jié)構(gòu)的多孔材料2-4nm50-100nm第45頁/共52頁由環(huán)狀納米分子組成的多孔材料第46頁/共52頁由環(huán)狀納米分子組成的多孔材料50-100nm2-4nm第47頁/共52頁Angw.Chem.Int.Ed.,2000第48頁