近日，寧夏大學(xué)寧夏光伏材料重點實驗室劉寬冠副教授團隊在銀納米團簇化學(xué)研究領(lǐng)域取得重要科研進展。劉寬冠以第一作者兼通訊作者在化學(xué)領(lǐng)域國際頂尖期刊《Journal of the American Chemical Society》(美國化學(xué)會志，以下簡稱JACS)上發(fā)表了題為“All-Carboxylate-Protected Superatomic Silver Nanocluster with an Unprecedented Rhombohedral Ag8 Core”的研究論文，寧夏大學(xué)為第一單位。

圖1全羧酸保護的具有罕見Ag8菱方體核心的超原子銀納米團簇

　　劉寬冠副教授本次發(fā)表的成果是關(guān)于原子結(jié)構(gòu)精確的銀納米團簇的結(jié)構(gòu)和性能。尺寸介于一般配合物分子和金屬納米粒子(~3 nm)之間的原子結(jié)構(gòu)精確的單層配體保護的幣金屬納米團簇，由于具有確定的原子組成和明確的幾何結(jié)構(gòu)，在實驗上可以像配合物分子一樣進行精確表征;它們還可看成是納米粒子形成的初始狀態(tài)，在性能上保持了納米粒子諸多優(yōu)點，近年來受到了各國研究者的廣泛關(guān)注。構(gòu)筑新型幣金屬納米團簇并在原子水平上揭示團簇特殊性質(zhì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，對于理解團簇結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)關(guān)系問題具有重要的科學(xué)意義。論文中，劉寬冠副教授與美國加利福尼亞大學(xué)河濱分校江德恩教授、溫州大學(xué)胡茂林教授合作報道了首例全羧酸保護的銀納米團簇[Ag8(pfda)6]6-(pfda = hexafluoroglutaric acid，六氟戊二酸)，通過X-射線單晶衍射分析揭示其金屬核心為Ag86+菱方體，其表面被六個六氟戊二酸根通過cis-μ4-η1,η1,η1,η1的配位模式保護。對該結(jié)構(gòu)的發(fā)光性能研究表明：相較于無機含氧型保護配體構(gòu)筑的幣金屬納米團簇，有機羧酸保護的銀納米團簇具有更好的熒光性能(室溫?zé)晒?，高量子產(chǎn)率和熒光壽命)，是一類具有潛在應(yīng)用價值的熒光材料;TDDFT計算結(jié)果顯示，該納米團簇分子在378 nm處的吸收與其HOMO分子軌道到LUMO分子軌道的躍遷相關(guān)，在263 nm處的吸收主要與其HOMO分子軌道到LUMO+1分子軌道的躍遷有關(guān);對其分子發(fā)光性能研究顯示，其固態(tài)常溫發(fā)明亮的橙黃色熒光，THF溶液常溫發(fā)明亮的黃綠色熒光，其固態(tài)熒光量子產(chǎn)率為39.1 %，熒光壽命為0.191 ms。本項研究發(fā)展了一條制備新型銀納米團簇的簡單方法，為發(fā)現(xiàn)更多新型有機羧酸保護的幣金屬納米團簇開辟了道路。

圖2全羧酸保護的銀納米團簇及其熒光光譜

　　這是寧夏大學(xué)首次以第一單位、第一作者在JACS上發(fā)表研究論文，是寧夏大學(xué)“雙一流”建設(shè)工程的一項標志性成果，對提升寧夏大學(xué)在材料、化學(xué)領(lǐng)域和相關(guān)科研創(chuàng)新平臺的學(xué)術(shù)影響力具有非常積極的作用。

　　論文研究工作得到了國家自然科學(xué)基金青年項目(20161097)、寧夏科技廳重點研發(fā)一般項目(2018BEE03006)、寧夏大學(xué)省部共建煤炭高效利用與綠色化工國家重點實驗室開放課題(2019-KF-01)以及寧夏光伏材料重點實驗室實驗平臺、美國加利福尼亞大學(xué)河濱分校和溫州大學(xué)的支持與協(xié)助。

　　附：

　　劉寬冠，博士/副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事幣金屬光/電功能晶態(tài)分子材料的設(shè)計、制備、性能及其基礎(chǔ)應(yīng)用研究。2016年入職以來主持完成國家自然科學(xué)基金項目和寧夏重點研發(fā)項目各1項。至今在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，其中以第一作者或通訊作者發(fā)表在國際化學(xué)/材料領(lǐng)域頂級及重要學(xué)術(shù)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，申請國家發(fā)明專利4項，2項已授權(quán)。

　　JACS，全稱：Journal of the American Chemical Society，即《美國化學(xué)會志》。JACS由美國化學(xué)會創(chuàng)辦于1879年，是美國化學(xué)會的旗艦期刊，也是世界范圍內(nèi)遙遙領(lǐng)先的化學(xué)及相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域期刊。該期刊致力于發(fā)表基礎(chǔ)化學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域中最重要的科研成果，在業(yè)界有極高的聲譽。該期刊2020年影響因子為14.612，。