华体会体彩综合投注|华体会体育彩票
咨询热线:400-066-2698
华体会体彩
华体会体彩
金属纳米团簇综述pdf
金属纳米团簇综述pdf 时间: 2024-06-20 16:28:29 |   作者: 华体会体彩

  该【金属纳米团簇综述 】是由【1781111****】上传分享,文档一共【4】页,该文档可以不要钱在线阅读,有必要了解更多关于【金属纳米团簇综述 】的内容,能够正常的使用淘豆网的站内搜索功能,选择自身适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。金属纳米团簇综述一、金属纳米团簇团簇,也称超细小簇。团簇是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对来说比较稳定的微观或亚微观聚集体,其物理和化学性质随所含的原子数目而变化。团簇的空间尺度是几埃至几百埃的范围,用无机分子来描述显得太小,用小块固体描述又显得太大,许多性质既不同于单个原子分子,又不同于固体和液体,也不能用两者性质的简单线性外延或内插得到。因此,人们把团簇看成是介于原子、分子与宏观固体物质之间的物质结构的新层次,是各种物质由原子分子向大块物质转变的过渡状态。而金属纳米团簇是团簇的一种,其一般由少则数个、多则上百个原子组成,其尺寸与电子费米波长相当,并且因为其超小尺寸、冷光性、耐光性和生物相容性的特点,近年来成为纳米材料的明星成员。二、金属纳米团簇的合成方法与机理1、直接合成法以制备Au(I)举例,在硫醇配体的存在下,Au(III)会被转化成Au(I)-SR络合物,然后通过还)直接将络合物还原成团簇。根据报道,在合成用谷胱甘肽保护原剂(NaBH4Au(I)-SR(GSH)的金纳米团簇时,采用这种方法,虽然合成步骤较为方便,但是合成的团簇的尺寸比较分散,、、、、等等,并且产率很包括了Au10(SG)10Au15(SG)13Au15(SG)14Au22(SG)16Au22(SG)17低。值得一提的是,在这种方法中,有两个关键的步骤:1)热力学选择:即通过反应温度的控制,从而控制反应过程中的某一产物的形成;2)动力学控制:即通过还原剂的强弱以、,温和还原剂、及加入的快慢等来控制产物的形成,CO等等。直接将络合物还原成团簇示意图。(I)-SR通过还原合成]-团簇示意图。[Au25(SR)182、种子生长法种子生长法即采用较小尺寸金属纳米团簇作为种子,逐步生长为较大尺寸金属纳米团簇的方法。与还原生长法相似,均能够最终靠2电子(e-)还原过程实现。1以]为种子纳米团簇生长合成]2-纳米团簇示意图。Figue2[Au25(SR)18[Au44(SR)263、尺寸集中法尺寸集中法,也叫配体诱导刻蚀法,就是在直接合成法的基础上,由于其最终产物尺寸非常分散,而必须要进一步处理。首先是利用直接合成法去制备一些多分散的纳米团簇作为前驱物,然后,再做一些处理,如过量硫醇配体的刻蚀,高温,或者长时间放置老化等,经过这些处理之后,有一些稳定性不太好的团簇会分解,或者转化为稳定的尺寸,最终将会得到相对来说还是比较均一的团簇。最后,利用溶剂提取法去将其分离,得到某一单分散的团簇。很明显,这种方法需要的时间相对来说还是比较长,操作的流程比较复。杂以制备纳米团簇为例,首先利用直接合成法,先制备的络合物,然Au38(SR)24Au-SG后利用直接还原。一段时间后,得到多分散的,≥1)。然后采用过量的NaBH4Aun(SR)m(nm配体、等杂质洗去,最终,将得到的黑色沉淀与过量的在高温的GSHNaBH4PhCH2CH2SH。其激励为纳米团簇表面的保护配体在多个方条件下进行蚀刻,最终得到分散的Au38(SR)24面对团簇大小和光电性质方面起作用。过量的配体能够最终靠金属原子与配体之间的强的相互作用对金属核进行刻蚀,经过尺寸聚集以形成单分散的金属纳米团簇。4、配体交换法配体交换法属于交换过程,其通过交换外围保护配体生成另一种配体保护的或者多配体保护的纳米团簇。金属纳米团簇的合金化及配体交换反应均能够最终靠表面模体交换机制实现。通过交换获得]纳米团簇示意图。Figue34-t-butylthiolphenol2-hiol[Au36(SR)24三、金属纳米团簇的分类如果按纳米团簇金属核分类的话则分为金、银、铜等单金属纳米团簇或者金银,金铜等合金纳米团簇;如果按纳米团簇外壳配体种类分类的话则有硫醇、膦、炔、硒等单配体保护的纳米团簇或者硫醇/膦等多配体保护的金属纳米团簇;2如果按配体分子大小分类的话,则有像苯乙硫醇,谷胱甘肽等小分子保护的金属纳米团簇,也有像牛血清白蛋白、聚合物等大分子保护的金属纳米团簇。四、金属纳米团簇的表征方法1、质谱分析质谱测试是为了了解纳米团簇的分子量以及组成。2、单晶衍射分析对于纳米团簇来说,想要确切知道它是什么,除了质谱还远远不足。单晶衍射测试技术便能够最终靠纳米团簇的单晶了解到它精确的原子组成及结构信息。尽管已经有许多基于质谱和其他表征技术的原子级精确金属纳米团簇的报道,但只有一些可用于单晶结构的检测。与无机簇不同,想要获得受保护的贵金属簇的单晶结构是十分艰难的,要是主因为其稳定性和敏感性问题。因此,找到比较合适的结晶方法和溶剂,在形成可衍射晶体中也起及其重要的作用。)(a)Au18(SC6H1114(b)Au20(TBBT)16)]-(c)[Au23(SC6H1116(d)Au24(SAdm)16(e)Au25(PET)18)](f)[N(C8H174][Au25(PET)18(g)Au28(TBBT)20(h)Au30S(S-t-Bu)18(i)Au36(SPh-tBu)24(j)Au38(PET)24(k)Au40(o-MBT)24(l)Au52(TBBT)32(m)Au92(TBBT)44(n)Au102(p-MBA)44(o)Au130(p-MBT)50(p)Au133(SPh-tBu)52Figue4纳米团簇的单晶结构图。3、核磁共振光谱分析NMR光谱技术除了用于确定金属纳米团簇的配体组成外,经常用于考察金属纳米团簇的稳定性。4、其他光谱测试在其他光谱技术中,红外光谱大多数都用在理解金属纳米团簇和纳米颗粒中硫醇基团的结合模式。最常见的特征是S-H振动带的消失,以确认配体的结合。通常,金属纳米团簇的红外光谱的其他特征倾向于与相应的游离配体的那些相同,要用于主定性分析。考虑到这些原子精确的金属纳米团簇的分子状性质,伏安法是研究这类体系中HOMO-LUMO间隙或电子转移的有关电化学性质的有力技术。其他几种光谱技术,如磁性圆二***,电子顺磁共振,扩展X射线吸收精细结构,X射线衍射,磁光发光光谱等,也被用于仔细地了解原子精确的金属纳米团簇的结构。五、金属纳米团簇的性质以及在相应领域的应用在材料科学中,结构决定性质,性质决定应用。而任何一种新材料被合成出来以后,最终都是要能够适用于实际生活中,给社会带来便利,才会有长久意义。因此,我们不仅仅要关注于3金属纳米团簇的合成,更要逐步摸索它们的性质以及思考怎么样将其更好地运用于社会。由于量子尺寸效应以及极高的表面-体积比,金属纳米团簇表现出与等离子体对应物根本不同的性质。金属纳米团簇具有光学、催化、手性、磁性、电化学等性质。1、生物检测与生物成像:荧光金属纳米团簇具有一系列吸引人的特性,例如超小尺寸,良好的生物相容性和出色的光稳定性,使其成为生物应用的理想荧光标记物。某团队基于聚集诱导发光原理,以2,3,5,6-四***苯硫酚作为配体,一步制备了具有橙色荧光(590nm)、%的带状铜纳米团簇组体。装该团队以日常生活中常见的化妆棉作为基底,制作了用于组***检测的荧光检测试纸,并应用于鱼、虾、红酒等实际样品中组***的检测,经实验验证该试纸可用作食品中组***的快速检测。Figue5鱼、虾、红酒中组***的检测示意图。2、催化活性:金属纳米团簇的超小尺寸提供了几个不同的特征,包括高比表面积,高比例的低配位原子,量子尺寸效应,可调组成和独特的表面结构,使纳米团簇成为一类独特的催化剂。包括催化氧化、催化加氢、C-C偶联反应、电子转移催化、电催化、光催化,光电化学水分解和光伏等各种催化类型。析氢反应可将水转化为氢气,通过零污染的电化学过程,完成电能与化学能的相互转换。在析氢反应过程中,选择正真适合的电催化剂是实现高效产氢的关键。传统商用析氢催化剂铂的高成本和高负载量,抑制了工业产能。研究者们已经致力于寻找可替代纯铂催化剂的其它金属材料。纳米团簇具有比体相金属更大的比表面积和更多的活性位点,这些特征使纳米团簇在电催化领域中具有更为广阔的应用前景。合金团簇由两种或两种以上金属组成,通过不同金属元素之间的协同效应,进一步提升团簇的化学活性,最终替代贵金属催化剂。随着计算机技术和理论模拟方法的发展,高通量计算和机器学****方法已得到了广泛的应用,把两者方法结合起来开发设计一种预测复杂合金团簇的结构和催化性能的高通量计算方式,实现对特定功能催化剂的高效筛选,对于提高中国工业生产效率、促进我们国家社会经济的可持续发展,都具有十分重要的意义。六、总结与展望目前虽然已经获得了许多纳米团簇结构,但是它们中的大多数仍只拥有较小的分子量(例如,约50),其中是迄今为止获得的最大的金-硫醇盐纳米团簇结构。具有超过100nAu144(SR)60个金属原子的巨型纳米团簇往往特别令人兴奋,因为它们预计会在核心和表面上显示出宏伟的图案,这两种图案都可以表现出与尺寸相关的结构规则并提供关于纳米团簇稳定性的重要信息。这些巨大的纳米团簇对材料化学家来说也提供了至关重要的探索和理解。在未来的工作中,一项重要任务将是推动结晶极限,即合成一些巨型纳米团簇。与此同时,在金属纳米团簇的应用方面,尤其是催化应用领域,在催化反应期间如何监测纳米团簇结构对于理解其机理还无法很好得解决,与此同时建立一个统一的理论,包括解释金属催化中的所有情况,无论是基于均相还是非均相化学,还需要众多得科学家的努力。4