有机金属与稀土共嵌入的含亚族价杂原子多钨氧酸盐有机-无机复合材料的设计合成及光磁性质研究

批准号:
21771052
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
赵俊伟
依托单位:
学科分类:
B0101.元素化学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
罗婕、芦丽淦、王玉龙、蒋君、李雅敏、陈艳红、郑锐、刘敬琳、韩庆
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中文摘要
多金属氧酸盐复合材料因其在催化、磁性、光学等领域的应用前景备受关注,目前还没有关于有机金属和稀土共嵌入的多金属氧酸盐复合材料的报道。本项目拟利用以简单起始反应原料在有机增溶剂作用下进行一步自组装策略和微波加热条件下杂多钨氧酸盐前驱体与有机金属基团、稀土离子和氮杂环有机多羧酸配体分步引入的反应策略来合成有机金属与稀土共嵌入的含亚族价杂原子多钨氧酸盐有机−无机复合材料,系统研究目标复合材料可见及近红外发光性能、发光效率、寿命衰减行为、发光动力学、多组分之间能量传递现象和发光机理,考察温度、有机金属基团或氮杂环有机多羧酸配体对发光性能和寿命衰减行为的影响。发现发光颜色可调和上转换发光行为的复合材料。对目标复合材料的磁性进行深入调查,发现特殊的磁性现象,探讨结构和磁性间的联系,阐明磁性产生机理。该项研究为实现有机金属与稀土共嵌入的多钨氧酸盐复合材料在发光和磁性方面的开发与应用奠定基础。
英文摘要
Polyoxometalate composite materials have attracted increasing interest because of potential applications in catalysis, magnetism and optics, etc, however, to date, there is no report on organometal and rare-earth encapsulated polyoxometalate composite materials. In this project, we will utilize the one-step assembly strategy of the simple starting materials in the presence of organic solubilizers in the reaction system and the step by step strategy of the stepwise introduction of heteropolyoxotungstate precursors, organometal groups, rare-earth ions and nitrogen heterocyclic organic carboxylic acid ligands to the reaction system under the condition of microwave heating to prepare organometal and rare-earth encapsulated subvalence-heteroatom containing polyoxotungstate organic-inorganic composite materials, systematically investigate the visible and NIR luminescence properties, luminous efficiency, lifetime decay behaviors, luminescence kinetics and energy transfer phenomena within different components and luminous mechanisms of target compound materials and study the effects of temperature, organometal groups and nitrogen heterocyclic organic carboxylic acid ligands on luminescence properties and lifetime decay behaviors. We also try to find eimission-color-tunable or up-conversion luminescence behavior target compound materials. Furthermore, we will intensively probe the magnetic properties of target compound materials, discover special magnetic phenomena, explore the relations between structure and magnetism and illustrate magnetic mechanisms. Therefore, this study will lay the foundation for realizing the developments and applications of organometal and rare-earth encapsulated polyoxotungstate composite materials in light and magnetic fields.
本项目利用一步自组装策略和分步组装策略制备了有机锡/有机锗/有机膦与稀土共嵌入杂多钨氧酸盐材料,建立一套制备有机金属与稀土共嵌入杂多钨氧酸盐材料的方法,总结出一些有机锡/有机锗/有机膦基团、有机组分与稀土离子在杂多钨氧酸盐片段研究体系中协同配位和结构调控规律。提出配位构型受限的二甲基锡阳离子和配位构型不受限的稀土阳离子相结合来共同驱动缺位钨氧酸盐阴离子聚集的新思想,发现目前最大的有机金属和稀土共嵌入多钨氧酸盐簇合物,同时又提出有机锗原子和有机膦原子可以充当构建杂多钨氧酸盐杂原子的概念,合成了首例有机锗和稀土共嵌入锑钨氧酸盐材料和有机膦和稀土共嵌入多钨氧酸盐材料,突破有机金属–稀土多组分组装的杂多钨氧酸盐纳米团簇的发展瓶颈。对目标材料的可见和近红外发光性能、寿命衰减行为、组分间能量传递现象和发光机理进行了研究,考察了温度、有机配体、杂多钨氧酸盐片段和材料形貌对部分材料的发光性能的影响。研究了部分混合稀土离子共嵌入杂多钨氧酸盐材料的发光颜色调变行为,解释了不同稀土离子和杂多钨氧酸盐片段之间能量转移机制,阐明了一些发光过程中物理机理和动力学过程的控制因素。发现了具有场诱导的单分子磁体行为和类单分子磁体行为的稀土嵌入多钨氧酸盐材料,对其磁学性能进行了理论分析。项目实施期间,在Angew. Chem. Int. Ed.、Coord. Chem. Rev.、Nano Energy、ACS Appl. Mater Interfaces、Inorg. Chem.等期刊上发表SCI收录论文56篇,其中SCI 影响因子4.0以上的43篇,获批发明专利7项,获河南省自然科学奖三等奖1项,河南省教育厅科技成果一等奖2项、二等奖1项,培养出站博士后3名、毕业博士生2名和毕业硕士生7名,参加国内外学术会议40人次。该研究为实现有机金属与稀土共嵌入杂多钨氧酸盐材料在发光和磁性方面的开发与应用奠定了基础,具有重要的科学研究意义和一定的现实价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Nicotinic-acid-ornamented tetrameric RE-substituted phospho(III)tungstates with coexistence of mixed Keggin / Dawson building blocks and its honeycomb nanofilm for detecting toxin
烟酸修饰的四聚稀土取代磷(III)钨酸盐与混合Keggin/Dawson构建块共存及其用于检测毒素的蜂窝状纳米膜
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Inorg. Chem.
影响因子:--
作者:Guoping Liu;Lulu Liu;Tiantian Gong;Yanzhou Li;Lijuan Chen;Junwei Zhao
通讯作者:Junwei Zhao
A terbium-antimony-oxo-cluster bridging antimonotungstate comprising divacant and tetravacant Keggin segments
包含双空位和四空位 Keggin 链段的铽-锑-氧簇桥联反钨酸盐
DOI:10.1016/j.inoche.2019.107625
发表时间:2020
期刊:Inorg. Chem. Commun.
影响因子:--
作者:Xin Xu;Jun Jiang;Da Li;Saisai Xie;Lulu Liu;Baoxing Zeng;Lijuan Chen;Junwei Zhao
通讯作者:Junwei Zhao
DOI:10.1002/anie.202017318
发表时间:2021-05-10
期刊:Angewandte Chemie (International ed. in English)
影响因子:--
作者:Liu JC;Wang JF;Han Q;Shangguan P;Liu LL;Chen LJ;Zhao JW;Streb C;Song YF
通讯作者:Song YF
Organic−inorganic hybrid 1-D double chain heteropolymolybdates constructed from plenary Keggin germanomolybdate anions and hepta-nuclear Cu−RE−pic heterometal clusters
由全Keggin锗钼酸盐阴离子和七核Cu-RE-pic异金属簇构建的有机-无机杂化一维双链杂多钼酸盐
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Dalton Trans.
影响因子:--
作者:Huifen Hu;Peijun Gong;Jingjing Pang;Jun Jiang;Lijuan Chen;Junwei Zhao
通讯作者:Junwei Zhao
A trimeric tri-Tb3+ including antimonotungstate and its Eu3+/Tb3+/Dy3+/Gd3+-codoped species with luminescence properties
一种三聚体 tri-Tb3,包括抗单钨酸盐及其具有发光特性的 Eu3/Tb3/Dy3/Gd3 共掺杂物质
DOI:10.1039/d0dt01985b
发表时间:2020
期刊:Dalton Trans.
影响因子:--
作者:Xin Xu;Changtong Lu;Saisai Xie;Lijuan Chen;Junwei Zhao
通讯作者:Junwei Zhao
稀土功能化的基于有机锗杂原子的多钨氧簇材料的制备及其肿瘤光热−化学动力学联合治疗性能
- 批准号:22371066
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:赵俊伟
- 依托单位:
基于两种杂原子协同调控的新型高核稀土-多钨氧团簇材料的设计合成与性能研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:63万元
- 批准年份:2020
- 负责人:赵俊伟
- 依托单位:
多核稀土取代含As, Sb, Bi, Se, Te杂原子多钨氧酸盐纳米簇的设计合成及抗癌活性研究
- 批准号:21571048
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:赵俊伟
- 依托单位:
有机-无机杂化钨氧簇基材料的制备、铁电及磁性研究
- 批准号:21101055
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:赵俊伟
- 依托单位:
国内基金
海外基金
