基本信息
- 项目名称：
- 铁电配位聚合物的合成及结构研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 两个非心具有sqp网络结构的三维堆积聚合物已经可以通过非对称双-咪唑桥配位基的自组装成功合成。这是第一次研究由非对称的双-单齿配位基体系形成的金属有机骨架的铁电性和非线性光学特性，此研究为探索金属有机骨架铁电材料和非线性光学材料提供了新的方法。
- 详细介绍：
- 热水法和溶剂热法已经被广泛用来发展令人感兴趣的各种各样新型金属有机骨架。的确，不管是我们的实验室还是其他实验室的研究都显示，通过在溶剂热法反应中引入非对称的桥接配位体可以有效使非线性光学材料产生活性及构建金属有机骨架。通过我们的积极工作，我们进一步看到在溶剂热法反应中非对称的桥接配位体可以较容易得到金属有机晶体、二阶非线性效应和铁电现象.因此，我们分析这个新的非对称的桥接配位体含有一个非对称双咪唑官能团，2-(1H-imidazol-1-ylmethyl)-1H-benzoimidazole (L, Scheme 1). 非对称的桥接配位体L有两个位点（双-单齿配位基）用于连接金属并且可能通过几何桥接扩展成聚合结构。在这方面，两个新的具有5连接的拓扑网[Cd2(L)4(μ2-X)(X)(H2O)]n [X = Cl (1) 和 Br (2)]被合成，并表征了其固态结构，发射光谱，二阶非线性效应以及铁电性质。在甲醇和水存在的溶剂热条件下，该物质可以通过两种镉盐和非对称桥接配位体L反应获得游离的L配位基已经被合成并可以被红外光谱、核磁共振和元素分析来表征。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 铁电材料在许多科学技术领域有着非常广泛的应用价值，如铁电随机存储器、可控非线性光学及光模等。因此，设计和合成这类新的铁电功能的金属配位聚合物，强化残余极化率、饱和极化率及电滞回线的矫顽场。晶体工程策略方法是行之有效方法。本作品就以此目的进行这方面的研究和探索。
科学性、先进性及独特之处
- 在铁电配位聚合物的研究和探索方面，我们已经有较扎实理论基础和实际经验。这是我们首次报道和研究含这类配体的铁电材料的设计和合成及表征。本作品具有较高科学性和先进性。
应用价值和现实意义
- 经实验证明，我们已经发现了这类新的不对称双咪唑金属配合物具有良好的铁电性能及光学性能，有望成为新一代的铁电材料及光学材料，因而可以大力推广这类新的不对称双咪唑构筑的金属配合物的铁电材料。
学术论文摘要
- 在溶剂热的反应条件下，通过不同的镉盐与L（2-(1H-imidazol-1-ylmethyl)-1H-benzo-imidazole）进行自组装反应，合成出两种新型三维非对称桥配体金属配位聚合物[Cd2(L)4(μ2-X)(X)(H2O)]n [X=Cl (1) and Br (2)]。两种配合物是同晶型非心结构，其中镉离子表现出不同寻常的5节点特性。由于柔性非对称配体的诱导结晶成非心极性堆积结构，这种结构具有二阶非线性效应和铁电性质。
获奖情况
- 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
鉴定结果
- 本作品已经通过学校的评选，具有较好的价值和应用性。
参考文献
- (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.
同类课题研究水平概述
- 合理的合成和设计非心极性聚合物已经得到了广泛的关注关于特殊物理性质和化学性质功能材料，例如非线性光学材料、二阶非线性效应、压电性、热电性、铁电性。特别重要的是二阶非线性效应和铁电性，因为前者在电信、光学存储和信息处理中扮演了重要角色，而后者在可调非线性光学聚合物装置，铁电随机存取记忆以及光调制器等科学领域有用。到目前为止，有一些关于在纯有机或纯无机聚合物中研究二阶非线性效应和铁电性的文献；可是，关于金属有机骨架，控制非线性光学材料的活性及铁电性质的调查研究仍然相对缺乏。
