草酸-草酰胺混合桥联Mn(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)一维配合物的合成、晶体结构与磁性

合成了1个草酸-草酰胺混合桥联的双异金属配合物[Cu(L)(H2O)Mn(C2O4)].4H2O(H2L为1,4,8,11-四氮杂环十四烷-2,3-二酮).配合物由[Cu(Ⅱ)L(H2O)]、Mn(Ⅱ)、草酸根和晶格水分子构成.Mn(Ⅱ)通过草酸根的交替桥联作用形成弯折的中性一维链状骨架[Mn(C2O4)]n,而Mn(Ⅱ)剩余的2个配位点则由[CuL]上的2个草酰胺氧原子占据,形成了草酸-草酰胺混合桥联一维双金属配合物.而Cu(Ⅱ)为五配位,轴向上由1个水分子占据.磁性研究表明,配合物中Cu(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)间通过草酰胺传递反铁磁相互作用,而Mn(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)间亦通过草酸根离子存在反铁磁耦合.通过MAGPACK软件对变温磁化率进行拟合,得到JCu-Mn=-13.1 cm-1,JMn-Mn=-0.87 cm-1,g=2.01.

基于紫精配体的新型铀酰配位聚合物的合成、结构和光致变色性能

配体的选择直接影响铀酰配合物的自组装模型,对配合物的结构和功能具有决定性作用。在这项工作中,使用水热法实现了多种配体与铀酰离子的组装,合成了三种基于紫精功能基团的铀酰配位聚合物。三种配位聚合物的主体骨架均是一维链状结构。其中,配合物1和2均表现出明显的荧光性质。此外,配合物2具有显著可逆的光致/热致变色性质。紫外-可见光谱和电子顺磁共振(EPR)光谱表明这种可逆的颜色变化是由于紫精配体在光照后产生了紫精自由基所致。这项研究实现了多例基于紫精配体的铀酰配位聚合物的组装合成,为更多贫铀功能性材料的开发提供了思路。

深度学习引导的高通量分子筛选用于锶铯的选择性配位

试图从配位化学性质差异的角度增进对乏燃料后处理过程中锶铯分离的认识。基于对晶体结构进行数据挖掘和深度学习架构,从8种碱金属和碱土金属元素的配位结构(约3.3×10^(4)个样本)中归纳和分析锶、铯的配位化学性质,尤其是配位键长。通过引入贝叶斯优化工具,建立了高效的transformer模型,可以以很高的准确性预测配体与锶、铯离子分别的结合强度及其差异。作为概念验证,成功对配体分子结构(约9.1×10^(3)个)对锶、铯的潜在配位选择性进行排序,并为未来的配体设计确定了不同官能团对实现配位选择性的贡献度。本研究利用人工智能手段,为乏燃料后处理过程及放射化学语境中元素的配位化学信息及分离技术开发积累基础知识,为后续实验提供指导和参考。

异质金属竞争配位用于混合配体型氯代异烟酸铀酰配合物的合成调控

本工作从基于2,6-二氯异烟酸(H-2,6-dcpca)和2,2′-联吡啶(2,2′-bpy)混合配体的卤代异烟酸铀酰配合物((UO;)(2,6-dcpca);(2,2′-bpy))出发,通过进一步引入第二金属中心(Ag;、Zn;和Cu;)进行竞争配位,实现了对这一混合配体型氯代异烟酸铀酰配合物的结构调控,并成功合成了六种新型混合配体型异质金属铀酰配合物。单晶结构分析表明,这些异质金属节点具有不同的配位行为,可以参与2,2′-bpy和[2,6-dcpca];配体的竞争配位并改变铀酰中心的配位环境,导致最终形成的水热产物具有不同铀酰配位模式和化学结构。同时,由于晶体结构的不同,这些化合物在超分子晶格中的弱相互作用和晶格堆积方式也表现出较大变化。通过第二金属中心的竞争配位策略,实现了混合配体型铀酰配合物中铀酰配位模式的调控及多种异质金属铀酰化合物的制备,证明了基于多重竞争配位的合成调控策略的可行性,并有望在未来用于更多的功能性锕系-有机杂化材料的合成。

铀酰配位介导咔唑三羧酸超分子组装体的结构演变

作为一类典型的金属-有机框架材料(MOFs),基于锕系金属节点的MOFs具有其独特的锕系-配体键合方式。然而,这些配位相互作用如何参与并影响有机配体的晶格组装过程仍有待研究。在本工作中,以咔唑三羧酸有机配体与铀酰离子的配位组装为例,通过控制合成条件详细研究了铀酰配位作用对咔唑三羧酸配体晶格组装过程的调控。单晶结构分析表明,随着铀酰金属节点的引入,咔唑三羧酸超分子组装体实现了从氢键-有机网络结构向金属-有机网络结构的逐级演变。在这一调控过程中,不同咔唑三羧酸间的连接方式由羧基氢键对逐渐被铀酰配位作用取代,二维网络结构也从六重穿插非平面网络转变为平面超分子网络和金属-有机配位网络。相关转变过程主要表现在羧基不断参与铀酰中心的配位作用,这一过程也得到了红外光谱的证实。通过本工作的开展,成功揭示了铀酰-配体配位作用调控无机-有机多孔材料合成的分子机制及相关材料结构演变的详细过程。