Chemical Science:通过双级动力学控制合成原子精确的银团簇家族

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第一作者:Xiao WeiChao Xu

通讯作者:康熙,朱满洲

通讯单位:安徽大学


研究内容:

金属纳米团簇的可控制备是其基础研究和广泛应用的必要前提。在这里,一种名为双级动力学控制的合成方法被开发出来,以制造一系列新的银纳米团簇。首先利用二级配体的引入延缓了还原速率,实现了一级动力学控制。并对反应进行冷却,进一步减慢还原速度,实现二级动力学控制。通过可控制备了一系列原子精确的银纳米团簇(包括[Ag25(SR)18]-[Ag34(SR)18(DPPP)3Cl4]2+[Ag36(SR)26S4]2+[Ag37(SR)25Cl1]+[Ag52(SR)28Cl4]2+),并对其结构进行了测定。开发的双级动力学控制有望成为一种强大的合成工具,以制造更多具有前所未有的组成、结构和性能的纳米团簇。

 

要点一:

本文中,作者报道了一种通过双级动力学控制可控的高产量制备家族银纳米团簇(包括[Ag25(SR)18]-[Ag34(SR)18(DPPP)3Cl4]2+[Ag36(SR)26S4]2+[Ag37(SR)25Cl1]+[Ag52(SR)28Cl4]2+)的方法。具体来说,直接还原Agx(S-Adm)y配合物可制备多分散纳米粒子。相比而言,单分散Ag纳米团簇可以通过双级动力学控制来制备。(i)第一级动力学控制:在反应中引入磷化氢配体,延缓了还原速率,完成了动力学控制,并产生了与磷化氢配体类型相关的不同Ag纳米团簇;(ii)二级动力学控制:反应冷却进一步降低了还原速率,推进了动力学控制,显著提高了这类Ag团簇的合成收率。通过追踪研究记录了还原过程中的两段制动过程,并通过质谱验证了磷化氢配体在还原过程中的参与。同时,双能级动力学控制使得几个新的银纳米团簇的形成成为可能,并进一步促进了它们的高收率制备。

 

要点二:

作者通过单晶X射线衍射解析了[Ag25(SR)18]-[Ag34(SR)18(DPPP)3Cl4]2+[Ag36(SR)26S4]2+[Ag37(SR)25Cl1]+[Ag52(SR)28Cl4]2+的核壳结构,进一步丰富了对团簇结构的认识。


1 通过引入膦配体的一级动力学控制的方案示意图。


2纳米银团簇制备的双级动力学控制。[Ag52(SR)28Cl4]2+的结构解剖。

 

3 [Ag52(SR)28Cl4]2+的结构解剖。

 

[Ag36(SR)26S4]2+的结构解剖。


[Ag25(SR)18]-的结构解剖。

 

[[Ag34(SR)18(DPPP)3Cl4]2+的结构解剖。


7[Ag37(SR)25Cl1]+的结构解剖。


参考文献

Xiao Wei, Chao Xu, Hao Li, Xi Kang,* and Manzhou Zhu*. Fabrication of a Family of Atomically Precise Silver Nanoclusters via Dual-Level Kinetical Control. Chem. Sci. 2022DOI: 10.1039/x0xx00000x.


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