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新型原子团簇的的合成、结构与性能研究 洪茂椿 (中国科学院福建物质结构研究所) 研究意义与最新进展 纳米级(巨型)原子簇 金属纳米线 以金属簇为骨架的多孔洞材料 今后的研究工作 研究意义与最新进展 原子簇(原子团簇，团簇)是指由几个至几 百甚至几千个原子组成的聚集体。原子簇包括 金属簇、非金属簇、金属-非金属簇等领域。 由于尺寸介于微观和宏观之间，原子簇是 介于原子、分子和凝聚态之间的桥梁；原子簇 有能带结构，量子尺寸效应、异常的化学活性 和催化等特性。在光学、电子学、磁学、光电 子学等方面表现出许多新奇的现象。与纳米科 技、无机-有机复合材料和超分子化学等学科有 很有意义的交叉。 研究意义 M561M1415 M2057 最 新 进 展 纳米级金属原子簇 纳米金属 簇间电子 转移能 Au30Ag28金 属团簇的光 电性质 二硫化钼 Buchie Ball 外径 3.5nm Nature, 1999 氧化钼 Buchie Ball 外径 2.5nm Meuller, Angew. Chem. Int. Ed., 2000 Mo248O480n- Meuller, Nature, 1999, 397, 48 Olenyuk, B.; Levin, M. D.; Whiteford, J. A.; Shield J. E.; Stang, P. S. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10434. tapp 和 Cu12(tapp)8的结构 外径：2.0nm Inner cavity volume: 800 3 Takeda, N.; Umemto, K.; Yamaguchi. K.; Fujita, M. Nature 1999, 398, 794 Pd18(en)18(tpb)636+ Inner cavity volume: 900 3 Molecular Cube with Nanometer-Sized Cage Maochun Hong etal, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4819 tpst M6(tpst)8m+ Nano-scale Molecular Cube with Oh Symmetry Ni6(tpst)8Cl12 Inner cavity volume: 1200 3 Maochun Hong et al, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4819 Molecular Cube with Nanometer-Sized Cage Maochun Hong etal, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4819 碗状的纳米分子 Mo51V9O168(NO3)12(N(CH3)2) 外径2.1nm，碗口直径1.1nm Mo57V12O240 外径2.4nm 巨轮状Mo142O432H14(H2O)5626- Mo176O530纳米球，外径3.1nm,内径2.0nm DNA型双螺旋巨磁纳米管，外径1.9nm Sm Mo O 洪茂椿等，未发表的结果 金属纳米线 Metal graphite- like struture Metal nano-wire Linear coordination polymer 含M6单元的金属纳米线 Maochun Hong etal, Inorg. Chem. 1999, 38, 600 含M6单元的金属纳米线 M. C. Hong etal, Inorg. Chem. 1999, 38, 600-602 Ag-Ag: 2.85-3.10 含M8单元的金属纳米线 M. C. Hong etal, Chem. Commun. 1999, 1389 含M8单元的金属纳米线 M. C. Hong etal, Chem. Commun. 1999, 1389 Ag-Ag: 2.88-3.05 金属纳米线 M6六边形和M5五边形单元 具有半导体性质金属类石墨结构 Maochun Hong et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2911 Ag6(SPy)6n 无机纳米管 具有半导体性质金属类石墨结构 Maochun Hong et al, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 2911 以金属簇为骨架的多 孔洞材料 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)3n 的三维结构 孔径 1.2nm Zn4(OH)2(bdc)3(DMSO)4n 的三维纳米孔洞结 构, 孔径 1.0nm, 洪茂椿等，未发表的结果 Zn4(OH)2(bdc)3n 的三维纳米孔洞结构 的气体(N2, H2)吸附曲线 8.5 a b 含圆柱形隧道的Gd2Cu3L6三维结构. 18 XPRD patterns for 1. a) at room temperature, b) after heating at 130C, c) after rehydration of sample b, d) after heating at 200C, e) after rehydation of sampe d, f) after heating at 280C, g) after rehydation of sampe f. Chiral porous structure in Ni(amino)2(H2O) 10 今后的研究工作 设计合成纳米级原子簇 金属纳米线 具有纳米孔洞结构的 多孔材料 = 具有纳米孔洞结构的多孔材料 2-4nm 50-100nm 由环状纳米分子组成的多孔材料 由环状纳米分子组成的多孔材料