廈門大學鄭南峰課題組：金屬納米團簇取得重要進展

【成果簡介】

近日，鄭南峰教授課題組和張文卿教授(iChEM研究教授)在利用大位阻硫醇調控金屬納米團簇的表面反應性方面的研究取得重要進展，相關成果以“Bulky Surface Ligands Promote Surface Reactivities of [Ag₁₄₁X₁₂(S-Adm)₄₀]³⁺(X = Cl, Br, I) Nanoclusters: Models for Multiple-Twinned Nanoparticles”為題，發表在美國化學會志(J. Am. Chem. Soc.,2017,DOI:10.1021/jacs.7b07926)。

【圖文導讀】

圖1 UV-Vis光譜及ESI-MS光譜

（a）CH₂Cl₂的UV-Vis光譜
（b）[Ag₁₄₁Br_12-nCl_n（S-Adm）₄₀] ³⁺（n = 0，1，2）產物的ESI-MS光譜

圖2 總體結構

大約沿著五重（a）和雙重（b）對稱軸觀察[Ag₁₄₁Br₁₂（S-Adm）₄₀] ³⁺（由X射線晶體學表征）的總體結構

【研究內容】

表面配體在控制金屬納米顆粒的尺寸、形狀以及表面反應性方面扮演著重要的角色。但由于缺乏表征納米顆粒表面配體配位的有效手段，表面配體如何調控金屬納米顆粒的形貌合成和性質一直是納米材料領域的一個挑戰。在該項研究中，鄭南峰教授課題組利用大位阻硫醇(1-金剛烷硫醇)作為表面保護配體，在溶液中存在大量鹵素離子的條件下，合成出具有高表面反應性的Ag₁₄₁納米團簇。X-射線單晶結構分析表明，[Ag₁₄₁X₁₂(S-Adm)₄₀]³⁺ (X = Cl, Br, I)是由一個拉長的Ag₇₁金屬內核和一個桶狀的Ag₇₀X₁₂(S-Adm)₄₀表面保護層組成。Ag₇₁可視為面向立方金屬多重孿晶納米顆粒的結構縮影，由20個Ag₁₀四面體交錯連接而成，表面存在10個略有內凹的蝴蝶狀“缺陷”，為多重孿晶納米顆粒提供了一個重要的分子結構模型。更為重要的是，1-金剛烷硫醇大的空間位阻降低了硫醇在納米團簇表面的覆蓋度，使團簇中部表面存在不少偏長的Ag-S鍵，削弱了部分表面硫醇在納米團簇上的結合能力。在配體交換反應中，這些結合相對較弱的大位阻硫醇很容易被苯乙炔或其它硫醇取代。通過與水溶性硫醇進行配體交換，這些結構確定的銀納米團簇很容易變為水溶性，為它們的生物應用提供了重要基礎。該工作為使用大位阻配體控制合成具有高表面反應性的金屬納米顆粒提供了一種重要的研究思路。

該工作在鄭南峰和張文卿教授指導下，由廈門大學鄭南峰教授課題組和芬蘭于韋斯屈萊大學HannuH?kkinen教授課題組共同合作完成。共同第一作者為化院碩士生任麗婷和iChEM博士生袁鵬，蘇海峰博士等參與了該工作。研究工作得到了科技部和國家自然科學基金委的資助。

原文鏈接：http://chem.xmu.edu.cn/show.asp?id=2278

文獻鏈接：Bulky Surface Ligands Promote Surface Reactivities of ，[Ag₁₄₁X₁₂(S-Adm)₄₀]³⁺ (X = Cl, Br, I)Nanoclusters: Models for Multiple-Twinned Nanoparticles（J. Am. Chem. Soc.,2017,DOI: 10.1021/jacs.7b07926）

本文由材料人編輯部Allen編輯，點我加入材料人編輯部。

材料測試，數據分析，上測試谷。