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【综述】软硬酸碱理论用于构建基于金属氧簇的异金属材料

X-MOL资讯 · 公众号 · · 2024-11-08 08:11

正文

异金属掺杂技术在材料科学中扮演着重要角色，广泛用于实现单金属成分无法达到的结构或性能定向修饰。近日， 中国科学院福建物质结构研究所 的 方伟慧 研究员等对基于金属氧簇的异金属材料进行了深入综述，标志着该领域研究的重要进展。该综述文章基于软硬酸碱理论（Hard and Soft Acid-base Theory, HSAB），探讨了异金属材料的合成策略，强调了该理论在设计合成离散异金属簇（簇内组装）和连续异金属簇基材料（簇间组装）中的优势，为更理性和可预测的合成过程提供了宝贵的指导。

HSAB理论用于构筑含有金属氧簇的异金属材料。图片来源： Angew. Chem. Int. Ed.

创新的合成策略

文章中，作者基于HSAB理论对合成策略进行了分类，展示了异金属材料的多样性。总结了构建异金属簇的三种有效策略：软-硬配体策略、辅助配体策略和金属配体策略，讨论了柔性配体的构型影响及其对嵌套和环状簇形成的作用。此外，强调了金属氧簇核数的控制及辅助配体在促进核数增长方面的重要性，为构筑更大和更复杂的结构提供了指导。

框架合成的指导理论

综述强调了指导理论在异金属框架合成中的重要性，指出多孔结构为主-客体化学和催化反应中的物质与电荷转移提供了更多可能性。从设计方法论的角度来看，具有规则空间取向的簇可以作为潜在框架的二级构筑单元，通过适当的链接从理论上扩展为框架。精心选择的二级构筑单元和链接能够产生具有预先设计特性的框架，初步体现了可控的设计合成思想。

应用的扩展

作者将异金属簇基材料的应用范围扩大到催化、磁性和气体储存与分离，增强了对化学界更广泛受众的相关性，展示了异金属材料在多个领域的潜在应用价值。

作为经典的配位化学理论，HSAB理论具备较高的普适性与可操作性。本综述旨在以可控和可预测的方式推动异金属簇基材料的发展。展望未来，人工智能和数据模拟技术有望加速新型材料的发现，尤其是具有定制特性的材料，帮助研究者克服当前的定制化合成难题。

该综述发表于 Angewandte Chemie International Edition 期刊，中国科学院福建物质结构研究所的硕士研究生齐笑和 谢玉龙 为论文的共同第一作者，通讯作者为中国科学院福建物质结构研究所 方伟慧 研究员。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Application of Hard and Soft Acid-base Theory to Construct Heterometallic Materials with Metal-oxo Clusters

Xiao Qi, Yu-Long Xie, Jing-Yang Niu, Jun-Wei Zhao, Ya-Min Li, Wei-Hui Fang,* Jian Zhang

Angew. Chem. Int. Ed. , 2024 , DOI: 10.1002/anie.202417548

导师介绍

方伟慧

https://www.x-mol.com/university/faculty/202291

课题组链接

http://www.fjirsm.ac.cn/zhangjian/

【综述】软硬酸碱理论用于构建基于金属氧簇的异金属材料

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