祝艳课题组在团簇组装及其协同催化取得新进展

发布时间:2020-05-18浏览次数:43

结构精确的金属团簇在原子层次上的组装对深入理解纳米颗粒的分级组装以及催化性能具有重要意义,然而在分子/原子水平上可控地组装纳米结构单元极具挑战。祝艳课题组设计使用两个Ag原子把两个Au25(PET)18单体团簇桥连起来,成功构筑了一个全新的二聚体团簇Ag2Au50(PET)36,实现了单体团簇的可控自组装。Ag2Au50(PET)36二聚体的形成主要归因于金离子和硝酸根离子之间相对较弱的亲和力,导致Ag原子不会掺杂到Au25团簇中形成类似AgxAu25-x(PET)18团簇,同时表面有机配体PET(苯乙硫醇)分子间的阻碍效应有效地阻止了Ag2Au50(PET)36二聚体的进一步生长形成多个单体组装的一维结构。此二聚体团簇Ag2Au50(PET)36在光、电、催化性能等方面表现出与单体Au25(PET)18团簇明显的差异,特别是Ag2Au50(PET)36团簇中AgAu的协同作用导致表面金属原子可以高效吸附并活化CO分子,进而降低了CO氧化的反应温度,实现了双金属的协同催化。该工作提供了一种可行的策略用于精确地调控金属团簇的组装和性能,通过对团簇的精准构筑,在原子尺度关联了催化剂的结构和性能,实现了高效地催化反应过程,为在分子层次上精准设计催化剂提供了新的思路。

该工作以Ag2Au50(PET)36 Nanocluster: Dimeric Assembly of Au25(PET)18 Enabled by Silver Atoms为题在线发表在Angewandte Chemie (DOI: 10.1002/anie.202005087 and 10.1002/ange.202005087)。本文第一作者刘旭是祝艳课题组博士后,共同第一作者是南京大学物理系博士生黄欣雨和北京计算科学研究中心Govindarajan Saranya博士。此研究得到国家自然科学基金中国博士后科学基金、江苏省和南京大学的经费资助。 

. (a) 单体和二聚体团簇的紫外光谱;(b) 紫外谱峰的归属;(c) 催化CO氧化