论文部分内容阅读
多金属氧簇是由前过渡金属通过氧配位桥连接而成的无机单分子簇合物。其丰富的化学组成和拓扑结构,使多金属氧簇在磁学、医药、催化、光、电等多领域都展现出优异的功能特性。不仅如此,多金属氧簇结构确定、尺寸均一且处于纳米尺度的优势,使其成为优秀的无机构筑基元,与有机组分共同参与到超分子自组装过程中。利用这种方法,可以获得多种基于多金属氧簇的有机-无机杂化超分子自组装体,将多金属氧簇有序组装入有机软材料中。从而解决了多金属氧簇晶格能高,pH稳定范围窄,不易加工等缺陷,使构筑多金属氧簇功能材料成为可能。特别是结构多样、性质各异的两亲性分子能够以多种方式与多金属氧簇相互作用,诱导多金属氧簇进行有序自组装。利用两亲性分子和多金属氧簇作为构筑基元形成杂化超分子组装体,实现多金属氧簇功能与超分子组装结构间的协同增强,已经成为多金属阳氧簇化学和材料科学的一个重要研究领域。本论文以超分子自组装与功能协同为指导思想,以两亲性分子和多金属氧簇为构筑基元,获得了新的两亲分子-多金属氧簇杂化超分子组装结构,并实现了杂化超分子组装体的功能化。论文的研究内容包括以下三个部分：(1)以表面活性剂包埋的多金属氧簇复合物(SEP)为构筑基元,获得了SEP杂化超分子凝胶。系统分析了SEP中烷基链密度、长度和多金属氧簇结构对杂化凝胶基本性质的影响,确定了凝胶稳定性的影响因素,并提出了杂化凝胶的形成机理。(2)设计合成了含聚氧乙烯嵌段的阳离子型两亲分子,利用其与含钆多金属氧簇间的静电作用成功制备了水溶性的多金属氧簇杂化超分子复合物。该复合物在水中形成多层囊泡结构。通过研究复合物的核壳结构和聚集状态对顺磁性多金属氧簇纵向弛豫效率的影响,提出了一类基于多金属氧簇复合物的新型磁共振成像T1造影剂。(3)进一步将研究重点集中于一类具有特殊结构和性质的多金属氧簇,Mn12单分子磁子。利用非离子型表面活性剂和乳液辅助聚集的方法,成功在水相中获得表面活性剂-Mn12杂化超分子聚集体。该聚集体在保持MR12结构稳定性的基础上,更展现出Mn12独特的单分子磁子特性,能够作为磁共振成像T2造影剂加速质子弛豫。