晶体学控制扩展了调节胶体离子纳米晶体 (NCs) 的物理和化学性质的途径，研究人员通常根据尺寸、形状和成分来确定这些NCs。离子交换反应是一条极有效途径，可以克服直接合成纳米晶体的限制，增加可用晶体结构的库。离子纳米晶体在阳离子交换反应过程中晶体体系的变化比较特别，仍有待进一步的研究。

近日，日本京都大学Toshiharu Teranishi，Masaki Saruyama报道了主体NCs的形状对阳离子交换NCs的晶体结构具有巨大的影响。

文章要点

1）化学合成和计算模拟表明，具有扭曲的六方密堆积硫化物阴离子（S^2-）亚晶格的六方晶系的Cu_1.8S纳米晶体的高度（a轴的长度）决定了与具有六方密堆积S^2–的纤锌矿硫化钴（CoS）或具有立方密堆积S^2–的Co₉S₈的含Co²⁺阳离子交换产物的最终晶相。

2）在温和的反应条件下，暴露面的热力学不稳定性驱动阴离子骨架的重建。此外，其他引入的阳离子（Mn²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺）通过各种方式调节阳离子交换反应期间的晶体结构转变，例如体积、热力学稳定性和配位环境。

参考文献

Zhanzhao Li, et al, Determinants of crystal structure transformation of ionic nanocrystals in cation exchange reactions, Science, 2021

DOI: 10.1126/science.abh2741

https://science.sciencemag.org/content/373/6552/332