Ag4Ni2合金納米團(tuán)簇的晶體結(jié)構(gòu)表征及其性質(zhì)的研究.pdf

1、納米材料是指在納米尺度各類(lèi)材料的總稱(chēng)。一般而言，當(dāng)物質(zhì)的尺寸降低到納米層次的時(shí)候，其性質(zhì)會(huì)發(fā)生巨大的改變，甚至往往會(huì)呈現(xiàn)出與宏觀狀態(tài)下完全相反的性質(zhì)。同時(shí)，由于納米材料的超大比表面積以及量子尺寸效應(yīng)等特殊性質(zhì)，往往顛覆人們對(duì)傳統(tǒng)材料的認(rèn)知以及表現(xiàn)出可以滿足人們的更優(yōu)秀的性質(zhì)。因此，納米材料必將是改變未來(lái)人們生活的重要因素之一。貴金屬納米團(tuán)簇(noble metal nanoclusters)作為一種新興的納米材料，在生物醫(yī)學(xué)，光化學(xué)催化

2、，手性研究等領(lǐng)域逐漸顯現(xiàn)出其積極的影響，近年來(lái)已經(jīng)得到科學(xué)家們的深入研究。這些貴金屬納米團(tuán)簇大致可以分為金納米團(tuán)簇，銀納米團(tuán)簇，其他金屬納米團(tuán)簇以及合金納米團(tuán)簇等。其中被研究最廣泛的當(dāng)數(shù)金納米團(tuán)簇，因?yàn)楹暧^狀態(tài)下的黃金，作為金納米團(tuán)簇的主要反應(yīng)原料具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性以及良好的生物相容性，使得其無(wú)論在理論研究或者是實(shí)際應(yīng)用中都可以大展身手，故而深受科學(xué)家們的喜愛(ài)。銀納米團(tuán)簇是近年來(lái)被逐步發(fā)現(xiàn)的一種納米團(tuán)簇，早期的銀納米團(tuán)簇因?yàn)楸旧淼姆€(wěn)定性不

3、好等因原因，所以一直難以被表征。近年來(lái)通過(guò)科學(xué)家們的不懈努力，已經(jīng)有一批銀納米團(tuán)簇被報(bào)道出來(lái)，其特殊的理化性質(zhì)和團(tuán)簇分子結(jié)構(gòu)也越來(lái)越吸引人們研究的興趣。合金納米團(tuán)簇是指由兩種或兩種以上的金屬元素組成的納米團(tuán)簇，這些金屬元素將不僅僅只是貴金屬元素，還包括很多廉價(jià)易得的金屬元素。合金納米團(tuán)簇的存在使得貴金屬納米團(tuán)簇的制作和研究成本降低，這有利于人們對(duì)其進(jìn)行廣泛而深入的研究。同時(shí)，其獨(dú)特的金屬協(xié)同作用將會(huì)在很大程度上改善單一金屬納米團(tuán)簇的性質(zhì)

4、，根據(jù)目前已經(jīng)被報(bào)道的部分合金納米團(tuán)簇的研究，僅僅是一兩個(gè)原子的改變就會(huì)使整個(gè)團(tuán)簇的光化學(xué)性質(zhì)，催化活性等得到很大的提升?？偟膩?lái)說(shuō)，金納米團(tuán)簇就像是邁向了納米團(tuán)簇的新世界的第一步，也是最重要的一步;銀納米團(tuán)簇繼續(xù)發(fā)揚(yáng)著納米團(tuán)簇的光輝，為理論研究提供了更多的機(jī)會(huì);合金納米團(tuán)簇則是理論向?qū)嶋H應(yīng)用飛躍的重要基石之一。因此，對(duì)于金屬納米團(tuán)簇的研究，不僅可以為納米材料的理論發(fā)展添磚加瓦，更是為改造自然造福人類(lèi)貢獻(xiàn)力量。對(duì)于合金納米團(tuán)簇來(lái)說(shuō)，最令人

5、著迷的是其神秘的是導(dǎo)致其性質(zhì)得到改變的金屬協(xié)同作用以及元素周期表中92種金屬元素排列組合的多種可能。如果可以清楚地了解金屬協(xié)同作用，勢(shì)必將是金屬材料界的革命性發(fā)現(xiàn);如果可以豐富組成納米材料的元素種類(lèi)，必然為理論研究和實(shí)際應(yīng)用提供更多的機(jī)會(huì)。
　　由于納米團(tuán)簇是屬于比較前沿的科學(xué)，因此對(duì)納米團(tuán)簇的研究需要摸著石頭過(guò)河，不僅如此，對(duì)納米團(tuán)簇的研究在一定程度上還非常依賴(lài)檢測(cè)手段的發(fā)展。早期對(duì)納米團(tuán)簇的較為準(zhǔn)確的表征是從質(zhì)譜開(kāi)始的，隨著研

6、究的深入，用各類(lèi)光學(xué)圖譜對(duì)團(tuán)簇的表征發(fā)展的如火如荼。當(dāng)人們不滿足于間接觀測(cè)納米團(tuán)簇的形貌的時(shí)候，單晶衍射技術(shù)和同步輻射技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的成熟起來(lái)，對(duì)納米團(tuán)簇的表征手段更加豐富。其中，單晶衍射技術(shù)是非常重要的表征納米團(tuán)簇的手段，因?yàn)閱尉а苌浼夹g(shù)不僅可以準(zhǔn)確的得到納米團(tuán)簇分子的分子結(jié)構(gòu)式，還可以直觀地展現(xiàn)出納米團(tuán)簇內(nèi)部原子的鍵長(zhǎng)鍵角，具體的原子排布規(guī)律等情況，故而也是本論文運(yùn)用的主要表征手段。本論文圍繞貴金屬與磁性金屬鎳的合金納米團(tuán)簇展開(kāi)研究工

7、作，具體工作包括兩個(gè)內(nèi)容:
　　(1)之前的合成與計(jì)算表明銀和鎳在亞納米尺寸能形成合金(Ag4Ni2(DMSA)4，(DMSA=二巰基丁二酸)，但是并沒(méi)有給出準(zhǔn)確的晶體結(jié)構(gòu)。在本工作中，報(bào)道了具有精確結(jié)構(gòu)的硫醇保護(hù)的銀鎳合金納米團(tuán)簇:Ag4Ni2(SPhMe2)8(SPhMe2=2，4-二甲基苯硫酚)，并通過(guò)X-射線單晶衍射、X-射線光電子能譜和熱失重分析進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。該工作進(jìn)一步拓展了合金團(tuán)簇的基礎(chǔ)研究;
　　(2)在A