新型原子团簇的的合成结构与性能研究

新型原子团簇的的合成结构与性能研究第1页/共52页

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。

★研究意义第2页/共52页[M561][M1415][M2057]★最新进展纳米级金属原子簇第3页/共52页第4页/共52页第5页/共52页纳米金属簇间电子转移能第6页/共52页Au30Ag28金属团簇的光电性质第7页/共52页第8页/共52页二硫化钼BuchieBall外径3.5nmNature,1999第9页/共52页氧化钼BuchieBall外径2.5nmMeuller,Angew.Chem.Int.Ed.,2000第10页/共52页第11页/共52页[Mo248O480]n-Meuller,Nature,1999,397,48第12页/共52页Olenyuk,B.;Levin,M.D.;Whiteford,J.A.;ShieldJ.E.;Stang,P.S.J.Am.Chem.Soc.

1999,121,10434.

tapp和

[Cu12(tapp)8]的结构

外径：~2.0nmInnercavityvolume:~800Å3

第13页/共52页Takeda,N.;Umemto,K.;Yamaguchi.K.;Fujita,M.Nature

1999,398,794

[Pd18(en)18(tpb)6]36+

Innercavityvolume:~900Å3

第14页/共52页MolecularCube

withNanometer-SizedCage

MaochunHongetal,J.Am.Chem.Soc.

2000,122,4819tpst[M6(tpst)8]m+第15页/共52页Nano-scaleMolecularCube

withOhSymmetry[Ni6(tpst)8Cl12]Innercavityvolume:~1200Å3

MaochunHongetal,J.Am.Chem.Soc.2000,122,4819

第16页/共52页MolecularCube

withNanometer-SizedCage

MaochunHongetal,J.Am.Chem.Soc.2000,122,4819

第17页/共52页碗状的纳米分子[Mo51V9O168(NO3)12(N(CH3)2)]

外径2.1nm，碗口直径1.1nm第18页/共52页[Mo57V12O240]外径2.4nm第19页/共52页巨轮状[Mo142O432H14(H2O)56]26-第20页/共52页{Mo176O530}纳米球，外径3.1nm,内径2.0nm第21页/共52页DNA型双螺旋巨磁纳米管，外径1.9nmSmMoO第22页/共52页第23页/共52页洪茂椿等，未发表的结果第24页/共52页★金属纳米线Metalgraphite-likestrutureMetalnano-wire第25页/共52页

Linearcoordinationpolymer第26页/共52页含M6单元的金属纳米线

MaochunHongetal,Inorg.Chem.

1999,38,600第27页/共52页含M6单元的金属纳米线M.C.Hongetal,Inorg.Chem.1999,38,600-602Ag-Ag:2.85-3.10Å第28页/共52页含M8单元的金属纳米线M.C.Hongetal,Chem.Commun.1999,1389

第29页/共52页含M8单元的金属纳米线

M.C.Hongetal,Chem.Commun.1999,1389

Ag-Ag:2.88-3.05Å第30页/共52页金属纳米线第31页/共52页M6六边形和M5五边形单元第32页/共52页具有半导体性质金属类石墨结构

MaochunHongetal,Angew.Chem.Int.Ed.2000,39,2911

[Ag6(SPy)6]n第33页/共52页无机纳米管第34页/共52页具有半导体性质金属类石墨结构

MaochunHongetal,Angew.Chem.Int.Ed.2000,39,2911第35页/共52页★以金属簇为骨架的多

孔洞材料

第36页/共52页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)3]n的三维结构孔径1.2nm

第37页/共52页[{Zn4(OH)2(bdc)3(DMSO)4}]n

的三维纳米孔洞结构,孔径1.0nm,洪茂椿等，未发表的结果第38页/共52页[Zn4(OH)2(bdc)3]n

的三维纳米孔洞结构的气体(N2,H2)吸附曲线第39页/共52页~8.5Åab含圆柱形隧道的Gd2Cu3L6三维结构.第40页/共52页~18Å第41页/共52页XPRDpatternsfor1.a)atroomtemperature,b)afterheatingat130C,c)afterrehydrationofsampleb,d)afterheatingat200C,e)afterrehydationofsamped,f)afterheatingat280C,g)afterrehydationofsampef.

第42页/共52页Chiralporousstructurein[Ni(amino)2(H2O)]~10Å第43页/共52页★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

多孔材料第44页/共52页=具有纳米孔洞结构的多孔材料2-4nm50-100nm第45页/共52页由环状纳米分子组成的多孔材料第46页/共52页由环状纳米分子组成的多孔材料50-100nm2-4nm第47页/共52页Angw.Chem.Int.Ed.,2000第48页