福建物構(gòu)所金屬有機(jī)納米管狀材料研究取得新進(jìn)展

　　納米管狀一維材料是現(xiàn)代化學(xué)和物理研究領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)，如何高效可控制備具有納米管狀結(jié)構(gòu)的新型材料是化學(xué)家們長期以來不斷探索的課題。超分子配位自組裝化學(xué)的研究為通過“自下而上”的方法合成制備新型分子基功能材料提供了一種強(qiáng)有力手段，然而如何利用溶液配位自組裝的方法來制備納米管狀一維材料一直是一個大的挑戰(zhàn)。

　　在中組部“青年千人計劃”項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目等支持下，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫慶福課題組在介孔材料“自下而上”超分子配位自組裝研究領(lǐng)域取得突破，首次提出了一種通過“自下而上”的溶液分級自組裝方法來制備具有介孔孔徑的金屬有機(jī)超分子納米管的新思路。研究發(fā)現(xiàn)：含雙金屬中心的“分子夾”模塊1跟吡啶吡唑橋連配體2在水中能首先原位脫質(zhì)子自組裝形成具有金屬-金屬鍵的雙核直角型次級結(jié)構(gòu)單元（SBU）3；由于含有尚未配位的吡啶基團(tuán)，3又可以跟PdII離子進(jìn)行二級自組裝形成分子式為Pd30L124L224的離散型納米管單元4。據(jù)了解，這一具有78-組分的離散型管狀超分子是目前文獻(xiàn)報道的含組分最多的超分子組裝體。更為有趣的是，結(jié)晶過程中發(fā)生了三級自組裝：離散型納米管單元通過自發(fā)地脫去封端配體而相互交聯(lián)又進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榱艘痪S無限納米管5，這一由離散型管單元通過自發(fā)相互交聯(lián)自組裝轉(zhuǎn)化為無限納米管的特殊現(xiàn)象也是首次被發(fā)現(xiàn)。另外，催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，在低至0.45%摩爾當(dāng)量的參與下，這類納米管狀材料對Suzuki–Miyaura碳碳偶聯(lián)反應(yīng)具有優(yōu)異的催化性能，實(shí)現(xiàn)了貴金屬Pd催化劑的高效利用，該研究為今后新型金屬有機(jī)納米管狀材料的可控制備及其應(yīng)用提供了一條新途徑。上述研究工作發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志（DOI: 10.1002/anie.201503295）。

具有優(yōu)良催化性能的一維納米管狀介孔材料的三級自組裝制備的示意圖