金属硫族团簇晶态材料的合成、结构及性能研究

《金属硫族团簇晶态材料的合成、结构及性能研究》系统介绍了金属硫族团簇及其开放框架材料的设计合成、结构特性与前沿进展。第一章综述金属硫族团簇的发展历程，详述超四面体（Tn）、五超四面体（Pn）等经典团簇的结构特征，总结水热、离子热等合成方法及电荷匹配等关键影响因素，分类探讨离散型团簇和开放框架的组装策略，并阐述其在离子交换、发光、催化（光催化、HER/OER/ORR）及离子传导等领域的应用。第二章至第六章为原创性研究：其中，第二章设计合成具有准-D3对称性的新型离散型Tn团簇，通过光谱与理论计算揭示其光学与热稳定性；第三章探究无配体保护的T3-InS团簇的多样性转化机制，阐明晶核生长的影响因素；第四章基于M2OS2单元构建T5团簇二维框架，研究其光电性能与发光行为；第五章开发非Tn团簇基一维/二维结构，展示其优异的氧还原反应（ORR）催化活性；第六章报道锑基硫族团簇的合成及ORR电催化性能，拓展了金属硫族团簇的功能边界。
《金属硫族团簇晶态材料的合成、结构及性能研究》兼具基础理论与实验创新，为功能化金属硫族材料的设计与性能优化提供重要参考，适合化学、材料科学领域的研究者阅读。

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第1章 绪论 001
1.1 金属硫化物材料的简述 　 　002
1.2 金属硫族团簇的发展历史 　　003
1.2.1 超四面体（Tn）团簇 　　005
1.2.2 五超四面体（Pn）团簇 　　007
1.2.3 带帽超四面体（Cn）团簇 　　008
1.2.4 超-超四面体（Tp，q）团簇 　　009
1.2.5 非超四面体（n-Tn）团簇 　　011
1.3 金属硫族团簇的合成方法 　　012
1.3.1 水/溶剂热合成法 　　012
1.3.2 离子热合成法 　　014
1.3.3 深共熔溶剂热合成法 　　016
1.3.4 表面活性剂热合成法 　　020
1.3.5 肼热法 　　021
1.4 金属硫族团簇的合成影响因素 　　022
1.4.1 电荷匹配 　　022
1.4.2 水/溶剂热合成法的影响因素 　　023
1.5 离散型MCCs 　　026
1.5.1 离散型MCCs 的水/溶剂热合成 　　027
1.5.2 离散型MCCs 的离子热合成 　　035
1.5.3 离散型Tn 团簇的溶剂分散性研究 　　040
1.6 MCCs 基开放框架的组装研究进展 　　044
1.6.1 MCCs 的簇间自组装 　　045
1.6.2 MCCs 的有机配体组装 　　049
1.6.3 MCCs 的金属连接子组装 　　055
1.7 MCCs 及其开放框架在离子交换领域的应用研究 　　061
1.7.1 KMS 系列层状材料 　　063
1.7.2 Sn3 S2-7 层状化合物 　　066
1.7.3 含有三价金属的离子吸附剂 　　068
1.7.4 金属硫氧团簇开放框架离子吸附剂 　　074
1.8 MCCs 及其开放框架在发光领域的应用研究 　　076
1.9 MCCs 及其开放框架在催化领域研究进展 　　088
1.9.1 光催化反应 　　088
1.9.2 电催化析氢反应 　　101
1.9.3 电催化析氧反应 　　103
1.9.4 电催化氧还原反应 　　106
1.10 MCCs 及其开放框架在离子传导领域的研究进展 　　113
参考文献 　　117

第2章 基于准D 3 对称性的新型离散型超四面体团簇的合成与结构研究 133
2.1 概述 　　134
2.2 基于具有准D 3 对称性的新型离散型超四面体团簇的合成及结构测定 　　136
2.2.1 实验试剂与实验仪器 　　136
2.2.2 化合物的制备 　　137
2.2.3 化合物晶体结构测定 　　137
2.3 基于具有准D3 对称性的新型离散型超四面体团簇的结构分析 　　138
2.3.1 化合物1的晶体结构描述 　　138
2.3.2 红外光谱和X 射线粉末衍射 　　140
2.3.3 化合物1的热稳定性 　　141
2.3.4 化合物1的紫外-可见漫反射光谱和光电流响应测试 　　142
2.3.5 化合物1的理论计算 　　142
2.4 小结 　　144
参考文献 　　145

第3章 基于无配体保护的T3-InS 团簇多样性转化及超四面体团簇晶核生长影响因素的研究 147
3.1 概述 　　148
3.2 实验部分 　　149
3.2.1 化合物的制备 　　149
3.2.2 化合物晶体结构测定 　　151
3.3 结果与讨论 　　152
3.3.1 化合物1～6的结构分析与讨论 　　152
3.3.2 化合物1～6的抗衡阳离子分析 　　157
3.3.3 化合物1～4的IR 光谱图分析 　　159
3.3.4 化合物1～6的热稳定性分析 　　159
3.3.5 化合物1～6的PXRD 图谱分析 　　159
3.3.6 化合物1～6的紫外-可见吸收光谱及光学带隙 　　162
3.3.7 化合物1～4的光电性能研究 　　163
3.3.8 T3-InS 团簇转化的理论计算及转化对照实验 　　164
3.4 小结 　　168
参考文献 　　169

第4章 基于M2OS2 单元组装的T5 团簇二维框架的合成和光电性能研究 173
4.1 概述 　　174
4.2 实验部分 　　175
4.2.1 化合物的制备 　　175
4.2.2 化合物1～5晶体结构测定 　　176
4.3 结果与讨论 　　178
4.3.1 化合物晶体结构 　　178
4.3.2 ESR 确定化合物3的M2OS2 单元组成分 　　182
4.3.3 化合物1～5的合成讨论 　　183
4.3.4 化合物1～5的能谱（EDS）测试 　　183
4.3.5 化合物1～5的IR 光谱分析 　　184
4.3.6 化合物1～5的热稳定性分析 　　185
4.3.7 化合物1～5的PXRD 分析 　　186
4.3.8 化合物1～5的光学带隙 　　186
4.3.9 化合物1～5的光电流性能 　　187
4.3.10 化合物1～5的光致发光性能测试 　　188
4.4 小结 　　190
参考文献 　　191

第5章 金属硫化物非Tn 团簇基1D/2D 结构的合成及ORR 性能研究 195
5.1 概述 　　196
5.2 实验部分 　　197
5.2.1 化合物的制备 　　197
5.2.2 晶体结构测定 　　197
5.3 结果与讨论 　　198
5.3.1 化合物1～3的结构分析与讨论 　　198
5.3.2 化合物的粉末衍射 　　202
5.3.3 化合物的红外光谱 　　202
5.3.4 化合物的EDS 分析 　　203
5.4 配合物的性质 　　204
5.4.1 化合物1～3的热稳定性 　　204
5.4.2 化合物1～3的紫外-可见吸收光谱及光学带隙 　　204
5.4.3 化合物1～3的光电性能研究 　　205
5.4.4 化合物1～3的电催化ORR 性能 　　206
5.4.5 化合物3的酸碱溶液稳定性 　　209
5.5 小结 　　210
参考文献 　　210

第6章 金属锑基硫族团簇的合成、结构及电催化氧还原反应性能 213
6.1 概述 　　214
6.2 实验部分 　　214
6.2.1 化合物的制备 　　214
6.2.2 配合物晶体结构测定 　　215
6.3 结果与讨论 　　216
6.3.1 化合物1和2的晶体结构描述 　　216
6.3.2 X 射线粉末衍射 　　217
6.3.3 化合物的光电性能 　　218
6.3.4 化合物的电催化ORR 性能 　　219
6.4 小结 　　221
参考文献 　　221