1. 研究目的与意义
开框架结构的多孔材料因其独特的催化,吸附气体存储等性质,以及在离子交换、微电光学、传感器等方面的广泛应用。自1948年barrer等人合成出人工沸石分子筛,从此以后,人们不断努力,开发出很多新型微孔材料,得到了许多新型氧化物微孔材料。然而,氧化物的绝缘性限制了其在光电方面的应用,为此另一开支---硫属元素化合物得到重点关注并迅速发展。
近十年来,主族硫属超簇化合物因具有奇异的结构、种类繁多的骨架形式和有意义的光电性质,促使人们一直努力合成该类新的主族硫属超簇化合物。随着合成技术和方法的改进,在主族硫属超簇化合物合成中已取得了非常有意义的进展。传统的方法主要采用水溶液扩散的方法来制备四面体主族硫属化合物;很快,溶剂热合成的方法出现了,人们通过合理的选择结构导向剂(非配位的多胺),并应用电荷补偿的原理来设计的不同组成骨架(金属离子具有不同的价态),制备了硫属四面体簇类杂化材料,得到了新型的簇类化合物t4, t5, tp,q以及通过它们组装形成的三维结构化合物。
铟可以和硫属元素形成结构多样的二元或多元结构的硫属化合物,其能带间隙介于氧化物多孔材料和简单二元硫化物的能隙之间,有些化合物具有离子交换、离子、电子导体、催化等独特的性质,由于具有独特而优良的物理和化学性能已成为当今高新技术的半导体材料,在当代的高科技领域具有很广阔的应用前景。
2. 研究内容和预期目标
研究内容和预期目标:
一般来说,在溶剂热法合成金属硫化物时,有机导向分子可填充空间或作为模板。在扩展的tn簇中,发现了在一些杂化硫系物中存在有机分子和无机框架间的共价键,这些杂化的硫系物中含有由硫和胺配位的金属。过渡金属配合物不仅使其具有许多令人感兴趣的特性,而且也导致了一些新的结构的形成。
本课题将在已有的铟硫属超四面体簇合成体系的基础上,选择合适的条件,通过溶剂热法,拟以无机铵盐、有机杂环分子和过渡金属配合物为结构引导剂,合成目标化合物。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:主要研究的是溶剂热合成法。所谓溶剂热合成法是以水热法为基础,在水热法的前提下发展出来的一种合成方法,用有机溶剂(甲醇、1,2-乙二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺等)代替水。溶剂热反应条件相对温和(110-200℃),并且对仪器的要求相对较低,合成晶体结构多变,是适合制备具有新相和新结构的硫属化合物的热生长技术。
步骤:以MQ-4(M=Ga,In)四面体为基本结构单元,通过硫属原子共边或共角相连,形成多种多样的阴离子骨架结构,平衡阳离子主要拟用季铵盐,质子化的有机胺,过渡金属配阳离子。通过溶剂热合成方法,把结构导向剂引入到InS簇结构中。
4. 参考文献
[1] vaqueiro, p.; chippindale, a. m.; powell, a. v. polyhedron 2003, 22, 2839.
[2] schaefer, m.; engelke, l.; bensch, w. z. anorg. allg. chem. 2003, 629, 1912.
[3] almsick, t. v.; sheldrick, w.s. z. anorg. allg. chem. 2006, 632, 1413.
5. 计划与进度安排
第1阶段:2022.11.23-2022.3.18:查阅文献,制定实验计划,完成开题报告,翻译英文文献准备实验仪器
第2阶段:2022.3.21-6.10:实验,合成设计或预定的化合物,达到目标要求;收集数据,书写论文。
