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摘要:金属氧簇(Metal-oxo Clusters)基功能材料是目前国内外材料研究的热点,在光学、磁学和吸附等领域应用前景诱人。依据配位化学中晶体工程和分子自组装技术,合成有机配体修饰的金属氧簇,把光、磁等性能引入到金属氧簇基功能材料中,从而制备出性能优异的功能材料。本文主要包括以下两个方面:(1)苯可丁酸过渡金属氧簇1-3的合成、结构与性能研究。因为有机配体在高温下会发生原位合成或分解反应,且多个配体之间存在“协同作用”,以本身有光致变色性能的苯可丁酸为主要配体,引入第二配体4,4’-联吡啶和邻菲罗啉等含氮原子的配体来构建金属氧簇。制备金属氧簇基功能材料主要是利用水(溶剂)热法,通过调节合成金属氧簇的溶剂、温度、pH值和金属离子/(苯可丁酸或第二配体)的摩尔比例等条件,组装新型结构和新颖特性的材料,这在理论上和实际操作上是可行的。本文首次合成了三个苯可丁酸过渡族金属氧簇1-3,室温下,锌氧簇和镍氧簇在紫外光激发下均表现出绿色的荧光发射。(2)苯可丁酸稀土金属氧簇4-6的合成、结构与性能研究。合成的思路和方法同(1),首次合成了三个苯可丁酸稀土金属氧簇4-6之后,还进行了Eu3+、Tb3+离子的替代化合物和掺杂化合物的合成,得到了一系列替代的金属氧簇和掺杂的双核稀土氧簇。室温下,在紫外光激发下Eu3+和Tb3+金属氧簇均表现出中心离子的特征荧光发射,表明苯可丁酸配体能有效敏化配位中心金属离子Eu3+、Tb3+的发光,分别获得强烈的红色(616nm)和绿色(545nm)荧光。金属氧簇的晶体结构和材料的性能密切相关,合成的样品进行多晶粉末衍射和元素分析,证实是金属氧簇1-6的化合物,结合单晶结构分析和红外测试、热重分析、漫反射/紫外吸收和荧光性能的测试等多种测试手段,系统地探讨金属氧簇的结构和性质,以及这两者之间的关系,为以后调控金属氧簇分子以合成金属氧簇基功能材料提供理论指导。