配体保护的金团簇具有独特的几何和电子结构,是产生新的物理化学性质的有前景的纳米材料。近日,东京大学Tatsuya Tsukuda等合成了一系列MAu12(dppe)5Cl2 (MAu12;M = Au,Pd,Pt,Rh或 Ir;dppe = 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane)团簇,并系统地研究了它们的电子结构、光致发光(PL)和光催化性能。
本文要点:
1)MAu12团簇具有实现的二十面体结构,掺杂金属位于二十面体中心。研究发现,当掺杂的M元素位于元素周期表左下角时,最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)之间的能隙扩大。
2)PL量子产率随着HOMO-LUMO间隙的增加而提高,并且在脱气条件下MAu12 (M = Pt、Rh或Ir)的量子产率可达到0.46-0.67。
3)MAu12的光激发态具有 μs 级寿命,作者进一步将其用作光催化剂,通过氧化猝灭循环催化分子内 [2+2] 环加成反应。
该工作为通过掺杂杂金属元素设计光致发光和光催化金超原子提供了合理的指导。
Haru Hirai, et al. Doping-Mediated Energy-Level Engineering of M@Au12 Superatoms (M = Pd, Pt, Rh, Ir) for Efficient Photoluminescence and Photocatalysis. Angew. Chem. Int. Ed., 2022
DOI: 10.1002/anie.202207290
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207290