长期探寻的Au₂₃（S-Adm）₁₆结构及未曾预期的掺杂效应

摘要

一锅同时获得单个金属原子掺杂的纳米团簇与母体团簇富有挑战性。这样的合成可排除微量杂质的影响,使得掺杂和未掺杂纳米团簇的性质对比更加合理可靠。在此,我们首次实现了这种合成,得到了长期追寻的纳米团簇Au₂₃（SAdm）₁₆和其单镉掺杂的Au₂₂Cd₁（S-Adm）₁₆纳米团簇,并通过单晶X射线晶体学解析了其结构。令人惊讶的是,与以前的报道结果相反,Au₂₃（S-Adm）₁₆比Au₂₂Cd₁（S-Adm）₁₆更稳定。另一方面,由于掺入镉原子后,内核Au―Au键长度增加,光激发电子转移阻力增加,导致Au₂₂Cd₁（S-Adm）₁₆吸收和发射强度明显下降。因而,不仅团簇的稳定性,而且团簇的吸收和发射强度也与内核Au―Au键的长度关联。这项工作表明了两种团簇结构上的微小差异就可导致光学、热稳定性等方面的显著区别,也为研究金属纳米团簇的构效关系提供了良好的借鉴。

关键词

金属纳米团簇 / 合成 / Au―Au键长 / 性质 / 构效关系

基金资助

国家自然科学基金(21925303,21771186,21829501,21222301,21528303,21171170,92061110);; 中国科学院合肥研究院院长基金(BJPY2019A02);中国科学院合肥研究院十三五重点计划(KP-2017-16);中国科学院合肥科学中心协同创新项目(2020HSC-CIP005,2022HSC-CIP018);; 安徽省自然科学基金(2108085Y05);; 合肥微尺度物理科学国家实验室(KF2020102);; 安徽大学启动经费(S020318006/037)资助