功能配位体系调控及性质研究

配位键是物质中普遍存在的基础化学键型之一。通过配位键的连接，可以实现无机金属中心和有机分子的结合，形成具有特定结构和功能的配合物。配合物的存在对于自然界和人类社会都具有重要的意义，例如在生物体中发挥重要生理功能的血红素是铁的配合物、叶绿素是镁的配合物、维生素B12是钴的配合物；顺式二氯·二氨合铂（Ⅱ）已被证明为抗癌药物；过渡金属配合物能作为催化剂催化重要的化学反应等。

随着人们对配位化合物研究的不断深入，发展形成了配位化学学科。配位化学以配位化合物的特点以及它们的成键、结构、反应、分类和制备为研究内容。随着量子理论、价键理论、分子轨道理论等的确立，配位化学蓬勃发展，时至今日已发展成为与有机、分析等化学领域以及生物化学、药物化学、化学工业有密切关系的重要学科。随着配位化学概念的不断发展，配位化学的研究范围不断扩大，并衍生出配位超分子化学、晶体工程等新研究领域。因此，配位化学被徐光宪院士称为“处于现代化学中心地位的二级学科”。

配合物是配位化学研究的核心。配合物具有特征化学组成和结构，由中心原子（或离子，统称中心原子）和围绕它的分子或离子（称为配体）完全或部分通过配位键结合而形成。它不仅与无机化合物、有机金属化合物相关联，并且与现今化学前沿的原子簇化学、配位催化及分子生物学都有很大的重叠。

中心金属与配体的多样性使得配合物可展现出多样的结构。配合物的多样性质和广泛应用也源于其多样的组成与结构。因此，实现配合物的组成和结构调控是实现其功能导向构筑的基础，是该领域的关键科学问题。

卜显和，1964年出生，1986年毕业于南开大学化学系获得学士学位，后师从陈荣悌院士攻读博士学位，开始接触配位化学研究。1992年于南开大学化学系获得博士学位留校任教并独立开展工作，将功能配位体系的构筑与调控作为主要研究方向。1995年任教授，1996年评为博导，作为访问教授先后赴日本国立分子科学研究所、东京大学、香港科技大学短期交流。2002年获国家自然科学基金委杰出青年基金资助，2004年被教育部聘为“长江学者”特聘教授。

针对配合物的构筑与调控这一关键科学问题，卜显和从研究初期就确定了以配体引导为核心的研究思路。配合物的构筑主要通过中心原子与配体的配位自组装进行，其组成、结构和性质由中心原子和配体共同决定。其中，配体与中心原子直接连接，决定了中心原子的微环境和配合物的结构；配体还是配合物与外部环境相互作用的媒介，在很大程度上决定了配合物的性质。因此，配体是配合物构筑、调控和功能实现的关键。(https://www.xing528.com)

卜显和的早期研究从结构较为简单的配体入手，侧重研究所构筑的离散型简单配合物的结构及体系中的超分子作用与配体结构、反应条件之间的关系。随着研究的深入开展，研究重心逐渐转向结构和性质更为多样的配位聚合物（包括金属-有机框架，MOF）体系的构筑调控和性质研究。配位聚合物微观上具有无限延伸的周期性网络结构，宏观上通常表现为具有特定形貌的晶态材料，因其无机-有机杂化组成和高度可调的微观结构在物质存储、吸附分离、识别检测等方面展现出独特性质，在能源、环境、信息等众多关键发展领域具有潜在的应用前景。

十几年来，卜显和教授课题组围绕功能配位体系的构筑问题开展了系统研究，取得了系列成果：建立并发展了配体引导的配合物设计合成与结构调控方法，在该领域率先开展了柔性配体配位体系构筑研究，获得了具有一维链、二维层、三维互穿及手性开放骨架结构的数百种配位聚合物；发展了混配策略混合分子构筑块策略，成功构筑了首例双壁、三壁金属有机框架材料，在方法学层面上丰富了配合物的合成策略；率先将水（溶剂）热方法用于叠氮体系，解决了辅助配体与叠氮电荷竞争体系中的协同配位问题，开拓了分子磁性材料研究的新领域；针对绿色化学和可持续发展理念，围绕功能导向设计了一系列性能卓越的有机-无机杂化功能材料，在气体选择性吸附、药物缓释、残留农药吸附、发光材料与探针、光催化降解和新型二次电池等方面表现出良好的应用前景。

在过去研究的基础上，卜显和不断凝练研究方向，带领团队以国家重大战略需求为导向，以各类重大科研项目为牵引，对功能配位体系的构筑和性能调控开展了深入系统的研究，发展了新策略和新方法，发现了新的调控机制，实现了该类材料的功能拓展，提出了以“配位空间”为核心的多层次调控新理念。他在工作中勇于探索，不断开拓创新，克服了研究条件、人员力量等方面的种种困难，在努力实现理论和概念层面创新的同时取得了系列研究成果，为无机-有机杂化功能材料的定向构筑提供了新思路和新方法，实现了该类材料在功能上的提升和拓展。为无机-有机杂化功能材料的定向构筑提供了新思路和新方法，实现了该类材料在功能上的提升和拓展。相关研究成果有助于从微观分子尺度进行无机-有机杂化材料的构筑和结构、组成调控，理解该类材料的结构、组成与性能间的关系，从而为应用于光、电、磁、能源等领域的先进功能材料的定向构筑提供有效的手段。系列成果受到国内外同行的广泛关注，为天津市乃至国内相关学术领域的国际关注度和影响力的提升做出了贡献。

卜显和教授团队开展的以配体引导为核心的功能配位体系构筑调控及性质研究为配位化学的发展做出了突出贡献。项目在2002年和2011年两次获天津市自然科学一等奖，2014年获国家自然科学二等奖，2018年获天津市自然科学特等奖。卜显和2012年和2016年两次获中国侨界贡献奖，2016年入选首批天津市杰出人才，2017年被评为天津市优秀科技工作者。