论文部分内容阅读
金属纳米团簇是介于小分子与金属颗粒之间的超小纳米颗粒,在超分子化学研究中起着桥梁作用。由于其具有精确的原子结构、单分散的尺寸以及优异的物理化学性能等优点,为研究者解决纳米团簇中原子级别的结构-性能关系提供了一个良好的平台。近年来,团簇的组装研究受到越来越广泛的关注。组装后的团簇形成更高维度的结构相较于组装前的结构将具有以下几个显著的优势:(1)纳米团簇的分子特性使其结构合理化;(2)超分子化学领域的簇间相互作用可以在几个纳米簇晶格、基于簇的金属有机骨架和簇组装的超晶体的基础上得到了充分的研究;(3)组装团簇在桥接分子和超分子化学方面的研究具有举足轻重的作用;(4)优化性能。目前,团簇的组装已经取得了一定的进展,而通过实验精准的调控团簇的组装行为,获得具有更优异性能的团簇基材料将具有重要意义。我们通过调控团簇与配位的反离子以及溶剂的组成,组装Ag29纳米团簇形成了新型的一维材料,具体内容如下:1.在实验上,我们通过调控Cs+(相当于抗衡离子)与Ag29纳米团簇作用,诱导纳米簇的组装,并对最终的产物进行晶体化处理。同时,我们利用电喷雾质谱和核磁共振技术验证了[Ag29(SSR)12]3-和Cs+之间的结合。又通过X射线衍射仪获得了其晶体结构和机理信息。此外,我们还通过紫外可见吸收光谱及荧光发射光谱对产物进行了光学性能的表征。实验结果表明:(1)PPh3配体从簇表面剥离,得到了1D结构的Cs+-DMF-簇化合物,其分子式为Cs3Ag29(SSR)12(DMF)x;(2)团簇表面捕获Cs+的驱动力来源于Cs-S和Cs…π的相互作用;(3)溶液中Cs3Ag29(SSR)12(DMF)x与结晶膜中的光学性质(荧光发射和紫外吸收)有着明显的差异。这些发现对于揭示Cs+诱导的纳米簇结构的簇内转化以及Cs+诱导的簇间自组装具有重要意义。2.我们利用Au25纳米团簇作为研究模板,实验上用异金属和异硫醇的复合物,与模板Au25进行掺杂。同时利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱和紫外可见吸收光谱对掺杂过程进行了跟踪监测。此外,又利用高效液相色谱仪对产物进行了纯度表征。结果发现,配体交换和金属交换是两个相对独立却又相互联系的过程。功能化的复合物难以上接,修饰度不高,只能停留在粗浅状态,而不能达到彻底替换的效果。这项研究深入的探讨了掺杂发生的具体过程以及所对应的规律,并在机理上进行了详细的分析,为以后类似的掺杂研究提供了实验以及理论上的参考,也从另一方面,展现出许多本质的问题,对功能化配体交换的实施埋下了伏笔。