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福建物构所钛氧簇复合银簇研究获进展

2018.5.29

　　金属及半导体纳米粒子由于具有独特的光、电、磁或催化性能，受到化学、材料领域的广泛关注。近年来，为了更好地理解这些材料的作用机制和构效关系规律，作为其分子模型的贵金属团簇和半导体团簇吸引了越来越多研究者的兴趣。另一方面，二氧化钛负载贵金属催化剂在实验室和工业生产中已经得到广泛应用，所以如果能将贵金属团簇与钛氧簇进行复合，不仅可以得到新颖的杂化团簇，更可以为上述异相催化材料提供分子模型，从原子尺度直接理解重要的金属-载体相互作用。

　　中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员张健和张磊领导的无机合成化学团队，在中科院战略性先导科技专项（B类）、国家杰出青年基金、基金委面上项目和福建省杰出青年科学基金资助下，最近在贵金属复合钛氧团簇方面取得突破进展。他们利用具有空腔的Ti16-氧簇成功捕捉并稳定了Ag6簇，获得多金属簇@钛氧簇的核-壳纳米团簇。其中，Ag6不仅具有较强的Ag-Ag金属键，还通过Ag-O配位键与Ti16-氧簇直接相连。通过进一步引入酸性和还原性更强的甲酸，Ag6簇还可以在Ti-O空腔内旋转45度，获得另一具有不同立体构型的Ag6@Ti16-氧簇。这两例杂化团簇对532nm激光都表现出明显的光限幅效应，同时受到中心Ag6簇的立体构型影响。这项研究成果不仅实现了贵金属掺杂钛氧簇的构筑，同时为从原子尺度研究TiO2负载贵金属材料提供了可能的分子模型，受到Angew. Chem. Int. Ed.审稿人的高度评价，被选为 Very Important Paper (VIP)。

　　此前该研究团队已经在钛氧簇研究领域获得系列创新成果（Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 404），合成了世界上首例类富勒烯型钛氧簇（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2556）、目前最高核Ti52-氧簇（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 7480）以及具有选择性光催化作用的Ti4笼（J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16845），系统研究了钛氧簇合物的能带调控（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5160；Chem. Mater. 2017, 29, 2681），并实现了钛氧簇基复合功能材料的制备（ACS Nano 2016, 10, 977；Adv. Mater. 2017, 29, 1603369）。

　　相关成果已在线发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 10.1002/anie.201804569。

钛氧簇复合银簇

福建物质结构研究所

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