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实验室首次在国际化学顶尖期刊《Journal of the American Chemical Society》 发表最新研究成果

2020-09-21

近日,实验室刘宽冠副教授团队在银纳米团簇化学研究领域取得重要科研进展。刘宽冠以第一作者兼通讯作者在化学领域国际顶尖期刊《Journal of the American Chemical Society》(美国化学会志,以下简称JACS)上发表了题为“All-Carboxylate-Protected Superatomic Silver Nanocluster with an Unprecedented Rhombohedral Ag8 Core”的研究论文,宁夏大学为第一单位。

1全羧酸保护的具有罕见Ag8菱方体核心的超原子银纳米团簇

(论文发表网页界面)

刘宽冠副教授本次发表的成果是关于原子结构精确的银纳米团簇的结构和性能。尺寸介于一般配合物分子和金属纳米粒子(~3 nm)之间的原子结构精确的单层配体保护的币金属纳米团簇,由于具有确定的原子组成和明确的几何结构,在实验上可以像配合物分子一样进行精确表征;它们还可看成是纳米粒子形成的初始状态,在性能上保持了纳米粒子诸多优点,近年来受到了各国研究者的广泛关注。构筑新型币金属纳米团簇并在原子水平上揭示团簇特殊性质的结构基础,对于理解团簇结构与性能的相关关系问题具有重要的科学意义。论文中,刘宽冠副教授与美国加利福尼亚大学河滨分校江德恩教授、温州大学胡茂林教授合作报道了首例全羧酸保护的银纳米团簇[Ag8(pfda)6]6-(pfda = hexafluoroglutaric acid,六氟戊二酸),通过X-射线单晶衍射分析揭示其金属核心为Ag86+菱方体,其表面被六个六氟戊二酸根通过cis-μ41111的配位模式保护。对该结构的发光性能研究表明:相较于无机含氧型保护配体构筑的币金属纳米团簇,有机羧酸保护的银纳米团簇具有更好的荧光性能(室温荧光,高量子产率和荧光寿命),是一类具有潜在应用价值的荧光材料;TDDFT计算结果显示,该纳米团簇分子在378 nm处的吸收与其HOMO分子轨道到LUMO分子轨道的跃迁相关,在263 nm处的吸收主要与其HOMO分子轨道到LUMO+1分子轨道的跃迁有关;对其分子发光性能研究显示,其固态常温发明亮的橙黄色荧光,THF溶液常温发明亮的黄绿色荧光,其固态荧光量子产率为39.1 %,荧光寿命为0.191 ms。本项研究发展了一条制备新型银纳米团簇的简单方法,为发现更多新型有机羧酸保护的币金属纳米团簇开辟了道路。

2全羧酸保护的银纳米团簇及其荧光光谱

这是实验室首次以宁夏大学为第一单位、实验室老师为第一作者在JACS上发表研究论文,是我校“双一流”建设工程的一项标志性成果,对提升实验室在材料、化学领域和相关科研创新平台的学术影响力具有非常积极的作用。

论文研究工作得到了国家自然科学基金青年项目(20161097)、宁夏科技厅重点研发一般项目(2018BEE03006)、宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室开放课题(2019-KF-01)以及美国加利福尼亚大学河滨分校和温州大学的支持与协助。

附:

刘宽冠,博士/副教授,硕士生导师,主要从事币金属光/电功能晶态分子材料的设计、制备、性能及其基础应用研究。2016年入职以来主持完成国家自然科学基金项目和宁夏重点研发项目各1项。至今在国内外学术期刊上公开发表学术论文30余篇,其中以第一作者或通讯作者发表在国际化学/材料领域顶级及重要学术刊物《Journal of the American Chemical Society》、《Journal of Materials Chemistry A》、《Chemical Communications》、《Chemistry - A European Journal》、《Inorganic Chemistry》、《Ultrasonics Sonochemistry》上的有10余篇,申请国家发明专利4项,2项已授权。


JACS,全称:Journal of the American Chemical Society,即《美国化学会志》。JACS由美国化学会创办于1879年,是美国化学会的旗舰期刊,也是世界范围内遥遥领先的化学及相关科学领域期刊。该期刊致力于发表基础化学及相关领域中最重要的科研成果,在业界有极高的声誉。该期刊2020年影响因子为14.612。

文章链接:https://doi.org/10.1021/jacs.0c06682。

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