溶剂诱导的立方块、球形和蜂巢状钯氮杂环卡宾化合物的可控制备

微纳米材料由于独特的物理化学性质,在催化,药物传递,气体吸附和信息储存等领域被广泛应用。通过调控制备过程中的反应条件,像温度,溶剂,浓度和pH值等,不同形貌和尺寸的配位聚合物微纳米材料被合成,但金属离子的配位环境、纳米粒子的形貌同结构的关系无法确立。氮杂环卡宾配体由于强的σ给电子能力可以与金属离子形成稳定的共价键,并且配位模式单一,有助于理解聚合物的形貌和结构的关系,但对其形貌调控的研究迄今还未见报道。中国科学院福建物质结构研究所王瑞虎研究员课题组针对这一问题,合成出了蜂巢,立方体和球形三种形貌的钯氮杂环卡宾粒子,确定了它们的形貌和结构间的关系。相关结果发表在Small上。

在该研究中,选用半刚性的碘化三[4-(3-甲基-1-咪唑盐)苯基)胺与醋酸钯反应,通过控制溶剂的极性,分别得到了蜂巢、立方体和球形三种形貌的钯氮杂环卡宾化合物。球形粒子的被认为是主链钯的卡宾聚合物,它通过无数的小粒子融合聚结而成,而蜂巢和立方块状的化合物是通过调控纳米粒子的成核和析出过程制得,因此通过控制它们的结晶过程,得到了适合单晶X-衍射分析的晶体。借助单晶衍射、核磁、质谱和元素等手段确立了晶体结构与蜂巢状和立方块状的金属卡宾化合物间的关系,为钯和有机配体组成的三核柱状结构。钯氮杂环卡宾化合物的形貌对其稳定性和催化性能具有很大的影响。蜂巢状的钯卡宾化合物由于大的比表面积和较多的孔洞,在苯甲醛及其衍生物的硅氰化反应中,表现出最高的催化活性。总之,该论文在钯氮杂环卡宾化合物形貌调控、形貌和结构关系确定方面的系统研究,不仅拓展了微纳米材料的范围,还有助于理解微纳米粒子形貌和结构的关系。Untitled