碘银/铜(Ⅰ)酸盐杂化材料的研究

本书是碘银/铜(I)酸盐杂化材料研究方面的专著。作者结合近六年的科研工作，介绍了有机模板及其导向下d10碘银/铜(I)酸盐杂化物领域的研究进展，以期在显示、传感、环境和能源等领域材料设计方面提供新的思路。本书可作为化学、材料科学及相关行业的研究、开发、应用人员的参考书，也可以供高等院校相关专业师生使用。

卤金属酸盐无机-有机杂化材料因结构多样性及多领域潜在的应用备受化学家和材料学家的关注，如可见光敏化太阳能电池、开关型非线性光学装置、变色材料、场效应晶体管、有机染料降解催化剂等。特别是有机模板/结构导向剂（structural directing agent,SDA）导向的碘银/铜(Ⅰ)酸盐，由于其可调的结构和半导体特性，成为近年来卤化物领域的一个研究热点。近年来，选用一系列具有不同空间构型和电子特性的脂肪胺/芳香阳离子作为结构导向剂，构筑了一系列新型骨架结构和多样的功能材料，如具有热/光致变色、可见光催化降解或吸附有机染料和发光等性质的功能材料。但是该领域目前仍面临着两个挑战：①如何实现无机组分的结构可控设计，如维数、对称性等；②如何利用碘银/铜(Ⅰ)酸盐的富电子特性构筑新型电子给受功能材料。结构导向剂的合理选择是解决这两个问题的关键。特别是不同于传统的离散结构导向剂，近期借助客体分子间弱相互作用组装的超分子结构导向剂不仅展现了对阳离子的聚集状态、电荷密度、对称性和电子能级良好的调变能力，而且表现出独特的协同导向效应和优异的性能调变能力，在结构构建、材料功能和性能优化方面展示出巨大的前景。
笔者结合近六年的科研成果并参考大量文献撰写了本书，介绍了有机模板及其导向下d10碘银/铜(Ⅰ)酸盐杂化物领域的研究进展，以期在显示、保护、传感、开关、能量转换和信息储存等领域材料设计方面提供新的思路。
本书中的研究工作得到了国家自然科学基金（No.21171110）、山西省重点实验室项目计划（201805D111012）、山西省重点研发计划项目（201803D221011-6）、山西省“1331”工程（技术）研究中心建设计划、山西省应用基础研究项目（No.201801D221109、No.201701D121022、No.201601D202025）、山西省高等学校科技创新项目（No.2019L0951）、山西省研究生创新项目（No.2016BY096）和吕梁市引进高层次科技人才重点研发项目（No.2017-011-04）等项目的支持。在本书的写作过程中，付云龙老师给予了指导意见，武国兴和杨旭锋等参与了文字和图表的校核，在此致以衷心的感谢！ 
由于水平所限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者指正！

于探来
2020年6月

本书对碘银/铜(Ⅰ)酸盐杂化材料进行了系统介绍，总结了有机模板及其导向下d10碘银/铜(Ⅰ)酸盐杂化物领域的最新研究进展，并对碘银/铜(Ⅰ)酸盐骨架的构筑特征、结构导向机制和光/热致变色性能进行了深入研究，以期在显示、保护、传感、开关、能量转换和信息储存等领域材料设计方面提供新的思路。
全书共6章：第1章简要介绍无机-有机杂化材料、超分子化学和晶体工程；第2章介绍模板/结构导向剂的作用及进展；第3章总结和分析碘银/铜(Ⅰ)酸盐无机骨架的构筑规律；第4章阐述碘银/铜(Ⅰ)酸盐体系的导向合成规律；第5章介绍碘银/铜(Ⅰ)酸盐杂化物的新性能；第6章总结与展望碘银/铜(Ⅰ)酸盐体系的发展趋势。 
本书可作为化学、材料科学及相关行业的研究、开发、应用人员的参考用书，也可供高等院校相关专业师生使用。

第1章绪论001
1.1无机-有机杂化材料/001
1.2超分子化学和晶体工程/003
1.3卤金属酸盐骨架结构依赖的性能调变/004

第2章模板/结构导向剂的作用及进展011
2.1有机客体分子在无机骨架构建中的作用/011
2.1.1模板作用/011
2.1.2结构导向作用/012
2.1.3空间填充作用/012
2.1.4电荷平衡作用/014
2.1.5其他作用/014
2.2新型结构导向剂的使用/014
2.2.1新型离散季铵阳离子/015
2.2.2共模板/015
2.2.3超分子结构导向剂/016
2.2.4电子受体类芳香阳离子/018

第3章碘银/铜(Ⅰ)酸盐无机骨架的构筑规律022
3.1零维碘银/铜(Ⅰ)酸盐阴离子簇/022
3.1.1双核【M2I4】2-、【M2I5】3-和【M2I6】4-阴离子簇/024
3.1.2三核【M3I6】3-和【M3I7】4-阴离子簇/024
3.1.3四核【M4I6】2-、【Cu4I7】3-、【M4I8】4-、【Ag4I12】8-阴离子簇/026
3.1.4五核【Cu5I7】2-阴离子簇/027
3.1.5六核【Ag6I8】2-、【Cu6I9】3-、【Cu6I10】4-、【M6I11】5-和【Ag6I12】6-阴离子簇/027
3.1.6七核【Cu7I10】3-、【Cu7I11】4-和八核【M8I13】5-、【Cu8I14】6-阴离子簇/029
3.1.7十三核【Cu13I14】-和十四核【Ag14I22】8-阴离子簇/029
3.1.8二十二核【Ag22I34】12-和三十六核【Cu36I56】20-阴离子簇/030
3.2聚合的碘银/铜(Ⅰ)酸盐阴离子骨架/031
3.2.1一维银/铜(Ⅰ)酸盐阴离子链/031
3.2.2二维银/铜(Ⅰ)酸盐阴离子层/041
3.2.3三维银/铜(Ⅰ)酸盐阴离子骨架/050

第4章碘银/铜(Ⅰ)酸盐体系的导向合成规律058
4.1离散结构导向剂影响无机组分/061
4.1.1间隔和取代基效应/061
4.1.2对称性效应/061
4.1.3刚柔性竞争效应/063
4.2超分子结构导向剂对无机组分的影响/063

第5章碘银/铜(Ⅰ)酸盐杂化物的新性能070
5.1热/光致变色性能/070
5.1.1热致变色/070
5.1.2光致变色/074
5.1.3光热致双变色/076
5.2可见光催化降解或吸附有机染料/077
5.3光致发光/079

第6章总结与展望081

参考文献083