在约1纳米尺度上的晶格调控具有重要意义但极具挑战性;例如,在如此微小的尺度上观察到晶格压缩是前所未有的。晶格压缩可能带来一些不寻常的性质,这还有待验证。近日,中科院固体物理所Zhikun Wu,Lingwen Liao,中科院过程工程所Jun Yang,Dong Chen等通过改变配体,首次实现了约1纳米尺寸的金团簇的晶格压缩,并通过单晶X射线衍射技术验证。
本文要点:
1)在新合成的Au52(CHT)28 (CHT = S-c-C6H11)纳米团簇中,(110)晶面的晶格距离在靠近端部被压缩从4.51 Å到3.58 Å。然而,(111)和(100)晶面的晶格距离在不同位置上没有变化。
2)与具有相同尺寸但没有晶格变化的Au52(TBBT)32 (TBBT = 4-tert-butyl-benzenethiolate)纳米团簇以及较大的Au纳米晶体相比,晶格压缩的纳米团簇在CO2还原反应(CO2RR)中表现出卓越的电催化活性,表明晶格调控是一种有效的方法,可用于调控金属纳米团簇的性质。
3)进一步的理论计算解释了晶格压缩的Au52(CHT)28在CO2RR中高性能的原因,并提供了其结构与催化活性之间的相关性。
该工作的报道对纳米团簇结构(性质)调控和结构-性质相关性的理解具有重要意义。
Ziwei Xu, et al. Lattice Compression Revealed at the ~1 nm Scale. Angew. Chem. Int. Ed., 2023
DOI: 10.1002/anie.202308441
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202308441