Coordin. Chem. Rev.:两相之美:一种灵巧策略用于金属簇的合成、处理、功能化和应用

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第一作者:王子平

通讯作者:袁勋

通讯单位:青岛科技大学


研究内容:

金属纳米团簇是尺寸小于3 nm的超小金属纳米颗粒,具有类分子的性质。两相法在团簇的合成、处理、功能化和应用方面得到了广泛使用。这篇综述首先回顾了两相法在合成亲水性团簇和疏水性团簇方面的应用。然后,作者回顾了两相法在团簇处理(尺寸或成分调控、荧光产生和提纯)方面的应用。随后,作者回顾了两相法在团簇亲水-疏水性转变的功能化发面的应用。最后,作者评述了两相法在团簇自组装和催化方面的应用。这篇综述通过总结过去两相法在团簇领域的综合应用,说明了两相法在团簇领域取得的显著成就和巨大前景。

 

要点一:两相法实现团簇合成

团簇具有金属核-配体壳的结构,团簇配体的亲疏水性决定了团簇的亲疏水性。基于此,作者从合成机理的角度分别介绍了两相Brust方法和混溶溶剂辅助相转移法合成疏水性团簇的经典案例,评述了“保护-脱保护”策略超快合成水溶性Au25团簇及“还原剂界面扩散”策略合成亲水Au15(SG)13Au18(SG)14的经典案例。


1ong> 两相Brust方法合成硫醇保护的金纳米团簇的机理示意图

要点二:两相法处理团簇

两相法可以处理团簇前驱体形成团簇,也可以通过处理使团簇的尺寸发生转化。两相法处理团簇的一般原则是改变先前团簇稳定存在的环境,而使得团簇发生变化。通过两相法处理团簇,可实现团簇的尺寸和成分调控,也可用于生产强荧光团簇,亦能实现团簇的纯化。

 

2 两相体系实现团簇的手性分离

要点三:两相法实现团簇功能化

对团簇进行功能化是实现团簇的广泛应用的重要基础。通过团簇表面功能化来实现其在各个领域的应用是未来的重要发展方向。通过两相法,可以对团簇实现表面的配体交换,从而实现疏水性团簇与亲水性团簇之间的相互转变。对于团簇亲疏水性的转变,往往需要通过配体交换反应实现,而单相体系很难找到合适的溶剂既能溶解团簇也能溶解配体,因此,两相法是实现团簇亲疏水性转变的重要手段。


3 (a)单相配体交换法 (b)传统两相配体交换法 (c)原位两相配体交换法

 

要点四:两相法实现团簇的应用

作者评述了两相策略在团簇的催化及自组装方面的应用,例证了两相策略在团簇应用方面的蓬勃生机。

 

4 两相法实现团簇催化应用

 

参考文献

Ziping Wang, Xinxin Pan, Shuyu Qian, Ge Yang, Fanglin Du, Xun Yuan*. The beauty of binary phases: A facile strategy for synthesis, processing, functionalization, and application of ultrasmall metal nanoclusters. Coordin. Chem. Rev. 2021, 438, 213900. 


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