Команда успешно изготовила атомарно точные металлические нанокластеры.

Исследовательской группе удалось создать металлический нанокластер и определить его кристаллическую структуру. Их исследование предоставляет экспериментальные данные для понимания и проектирования наносборок со свойствами, определенными на атомном уровне. Металлические нанокластеры имеют широкое применение в биомедицине.

Их работы опубликованы в журнале Полиоксометаллаты.

Ученые проявили интерес к атомарно точным, защищенным лигандами нанокластерам металлов, поскольку они имеют специфическую атомную структуру и исключительные физические и химические свойства. Эти свойства включают такие особенности, как люминесценция, децентрализация, электрохимия и катализ.

Благодаря этим свойствам нанокластеры металлов перспективны в качестве идеальных модельных катализаторов. Благодаря очень малому размеру эти нанокластеры проявляют высокую каталитическую активность и селективны во многих каталитических реакциях.

Нанокластеры металлов, защищенные лигандами, представляют собой очень маленькие органические и неорганические наноструктуры, которые проявляют высокую стабильность в определенных составах. Благодаря своим настраиваемым свойствам они имеют потенциал для различных приложений на основе нанотехнологий.

Металлические нанокластеры, имеющие схожую структуру, но состоящие из разных металлов, предоставляют исследователям уникальную возможность провести углубленное изучение синергии металлов на атомном уровне. Чтобы полностью использовать потенциал этих металлических нанокластеров в различных приложениях, исследователям необходимо иметь возможность изготавливать нанокластеры сплавов со схожей структурой, но различным металлургическим составом.

Этот синтез позволяет исследователям комплексно изучить факторы, влияющие на свойства нанокластеров. Хотя исследователи добились значительного прогресса в получении нанокластеров металлов с подобной структурой, доступность таких нанокластеров ограничена. Изготовление подобных нанокластеров металлов является важным следующим шагом для исследователей.

Со временем исследования этих наносплавов вызывают растущий интерес среди исследователей. Благодаря предыдущим исследованиям исследователи получили предварительное понимание происхождения оптических свойств металлических нанокластеров. Таким образом, они могут получить теоретическое руководство для создания нанокластеров с высокими квантовыми выходами фотолюминесценции.

Исследовательская группа провела исследование нанокластеров золота и серебра. [Au₇Ag₈(SPh)₆ ((p-OMePh)₃P)₈]нет₃ (Австралия₇АГ₈). Они синтезировали этот нанокластер, проанализировали его кристаллическую структуру и исследовали его оптические и электрокаталитические свойства при восстановлении углекислого газа.

Для изучения нанокластера команда использовала монокристаллическую рентгеновскую дифракцию, масс-спектрометрию с ионизацией электрораспылением, рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию и термогравиметрический анализ. Их экспериментальные результаты совпадали с теоретическими расчетами.

«Наша работа может помочь лучше понять влияние синергизма металлов на оптические и каталитические свойства на атомном уровне», — сказал Шусинь Ван, профессор Школы материаловедения и инженерии Циндаоского университета науки и технологий. В Китае.

Для сравнения они также изготовили аналогичный нанокластер золота и меди, [Au₁₃Cu₂(TBBT)₆((p-ClPh)₃P)₈]Спф₆ (Австралия₁₃Медь₂). Они сравнили фотокаталитические и электрокаталитические свойства двух металлических нанокластеров по восстановлению CO2. Оба металлических нанокластера имеют одинаковую базовую структуру, которая по существу идентична, но различаются минеральным составом.

Когда они сравнили оптические и каталитические свойства двух нанокластеров, Au₇АГ₈ Его квантовый выход фотолюминесценции был намного больше, чем квантовый выход фотолюминесценции Au.₁₃Медь₂.

Они обнаружили, что по сравнению с легированием медью легирование серебром эффективно увеличивает квантовый выход фотолюминесценции нанокластеров в 7 раз. Два нанокластера также показали разные каталитические свойства.

Когда они исследовали реакцию электрокаталитического восстановления углекислого газа, добавление небольшого количества меди, одновременно повышая каталитическую селективность производства монооксида углерода, одновременно уменьшало электрохимически активную площадь поверхности. Благодаря структурному анализу команда объяснила превосходную селективность по монооксиду углерода легированием Au медью.₁₃Медь₂ Наноблок.

В идеальном электрокатализаторе исследователи хотели бы найти тщательный баланс между селективностью и сохранением электрохимически активной площади поверхности. Заглядывая в будущее, команда работает над включением нескольких металлов. «Мы надеемся добиться синергетической стимуляции для повышения избирательности и эффективности», — сказал Ван.