金屬-有機環狀超分子配合物激發態研究獲進展 —新聞—科學網

2020-11-25 科學網

 

【科學網 劉萬生 通訊員陳俊生報導】2013年5月3日，由中國科學院大連化學物理所分子反應動力學國家重點實驗室韓克利研究員帶領的複雜分子體系反應動力學研究團隊與美國猶他大學（University of Utah）Peter J. Stang教授領導的研究團隊合作，在金屬-有機環狀超分子配合物的激發態動力學過程研究中取得新進展，研究成果以全文發表在《美國化學會志》上。（J. Am. Chem. Soc., 2013, 135 (17), pp 6694–6702, DOI: 10.1021/ja402421w

 

金屬有機超分子配合物可以形成一系列特殊的框架結構，空腔大小達到納米量級，表現出很好的主客體性能，可以與其他物質發生多種非鍵相互作用，金屬有機配體作用使得這一類物質具有特殊的電子結構。由於這一系列特殊結構與性質，使得金屬有機超分子配合物在催化、物質的檢測識別、能源、生物醫藥等多個領域都有廣闊的應用前景。

 

猶他大學Peter J. Stang教授領導的研究組採用自組裝方法合成了一系列具有特殊結構的一維、二維、三維金屬-有機超分子配合物，這些超分子配合物的激發態動力學性質對於其應用起著決定性的作用。

 

韓克利研究團隊採用實驗與理論相結合的方法研究了一系列不同結構二維環狀超分子的激發態動力學性質。對於正方形超分子3和長方形超分子4，鉑原子的引入導致自旋軌道耦合加強，增大了系間竄躍速率，導致螢光壽命變短，量子產率降低。同時，實驗中發現超分子3和4具有長壽命磷光發射現象，理論計算表明是由於有機配體局域的三重激發態導致了長壽命磷光發射現象。三角形超分子5，存在多個分子內電荷轉移的暗態，導致螢光猝滅；表明在超分子設計合成中，合理選擇配體和金屬節點，可以得到不同的功能特性。

 

據了解, 韓克利研究團隊近年來開展了一系列金屬-有機超分子配合物光物理性質的研究，此前研究了氫鍵作用可以調配金屬-有機超分子的激發態過程（J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1955.），配體對於超分子內部電荷轉移的影響（J. Phys. Chem. A 2011, 115, 6390.），超分子光物理性質與結構的關係（J. Phys. Chem. A 2010, 114, 3418.； J. Phys. Chem. A 2012, 116, 9911.）。這些結果對於金屬-有機超分子配合物的研究具有重要的學術意義。

 

以上研究獲得了國家自然科學基金委和科技部等相關項目的資助。

 

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