删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

原子级结构精确Cu13团簇的光致发光和电化学传感研究

本站小编 Free考研考试/2022-02-14

摘要/Abstract



铜基纳米材料在发光和(生物)化学传感领域展现出广阔的应用前景. 铜纳米团簇作为一种新型的纳米材料, 由于其具有原子级精确的结构而引起了研究人员的广泛关注, 但是合成稳定并且具有优异性能的铜簇仍然具有挑战性. 本工作通过引入还原剂(NaBH4)成功地制备出一种新型的巯基咪唑配体保护的一价铜纳米团簇[Cu13(SR)12]NO3 (Cu13 NC, 其中RSH=2-巯基苯并咪唑), 并通过单晶X射线衍射分析和电喷雾电离质谱(ESI-MS)对其结构和组成进行了表征. Cu13 NC的金属骨架可以看成是三个三角双锥共享一个或两个顶点构成, 并通过简单的桥联模式被12个巯基配体保护. 固态Cu13 NC具有良好的稳定性及亮红色的发光(λem=627 nm). 同时, 结构的两端有两个裸露的铜原子, 这使其在电化学检测H2O2的实验中表现出良好的电化学活性. 本工作为更好地研究纳米铜簇的结构和其光、电性能之间的联系提供了机会.
关键词: 铜硫簇, 原子级精确结构, 光致发光, 电化学传感
Copper-based nanomaterials show widespread applications in the fields of luminescence and (bio)chemical sensing. Copper nanoclusters as a new class of nanomaterials have attracted extensive attention due to their atomic-level structure, but the syntheses of stable atom-precise copper clusters with good properties are still challenging. In this work, we have successfully prepared a novel mercaptoimidazole-stabilized copper(I) nanocluster: [Cu13(SR)12] NO3 (Cu13 NC, where RSH=2-mercaptobenzimidazole) by introducing the reducing agent (NaBH4) in an acetonitrile-methanol solution of copper nitrate and RSH. The presence of NaBH4 not only reduced Cu(II) to Cu(I) but also provided a reducing system to avoid the reversed oxidation. The structure and composition of Cu13 NC have been collectively elucidated by X-ray crystallography and electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). The metal framework of Cu13 NC can be seen as three triangular bipyramids sharing one or two vertices, which are surrounded by 12 thiolate ligands as protecting agents through a simple bridging mode. Since the counterions in the crystal lattice are highly disordered and could not be located, the existence of NO3- has been confirmed by infrared spectroscopy and ESI-MS. Cu13 NC exhibits good stability under ambient conditions and shows bright-red emission in the solid state (λem=627 nm). The long-life emission in the order of microseconds and large Stokes shift (≈280 nm) indicate that the luminescence of Cu13 NC is a spin-forbidden triplet phosphorescence. The absolute quantum yield of the solid-state Cu13 NC was calculated to be 1.36%. Meanwhile, there are two exposed copper atoms at each end of the structure, endowing Cu13 with good electrochemical activity. The test confirmed that Cu13 NC shows prompt response, and great selectivity in electrochemical detection of H2O2, making it a low-cost advanced H2O2 sensing material. This work provides an opportunity to investigate the structure-optical and electrochemical property relationship of copper clusters.
Key words: copper-thiolate cluster, atom-precise structure, photoluminescence, electrochemical sensing


PDF全文下载地址:

点我下载PDF
相关话题/结构 纳米 工作 化学 生物

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • LiMn2O4尖晶石氧化物的低指数表面结构优化及表面能的第一性原理研究
    摘要/Abstract采用第一性原理密度泛函方法优化了LiMn2O4尖晶石结构,构建并计算了其低指数表面性质.结果表明,广义梯度近似(GGA)和自旋极化广义梯度近似(GGA+U)计算的LiMn2O4晶体体相结构中,Mn的d轨道选取有效U值时晶格参数会变大.但两种计算结果都没有显示出电荷有序和Jahn ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 近红外光激发功能化上转换纳米颗粒用于解聚Aβ聚集体
    摘要/Abstract阿尔兹海默症(AD)是一种进行性神经退行性疾病,其特征是记忆力减退、神志不清和各种认知障碍.&-淀粉样蛋白(A&)的自组装聚集是阿尔茨海默症患者大脑的主要特征之一,其加剧了AD患者的神经病变和认知障碍,因此抑制A&聚集是一种潜在的 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 一种量子化学组合方法及其应用于汞对硫酸气溶胶形成影响的研究
    摘要/Abstract本工作建立了一种量子化学的组合方法并应用于研究在硫和汞复合污染地区,汞及其化合物是否会参与和驱动硫酸气溶胶形成.该方法采用MolclusGenmer模块生成数以百万计的巨量团簇初始结构,用自洽紧束缚GFN2-xTB方法预优化,再用B3PW91-D3(BJ)DFT方法重新优化,结 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 微流控技术在微/纳米材料合成中的研究进展
    摘要/Abstract微/纳米材料因其尺度的微小而具有异于宏观材料的特殊性质,在多个领域都有着丰富的应用.近年来,微流控技术因其微量、高效、高通量、微型化、集成化和自动化等独特的优势在微/纳米材料的合成中引起了广泛的关注.本综述从微反应器的结构形式及反应方式两个角度进行分类,介绍了微流控技术在无机材 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 亚胺氯化物介导一锅法合成3-吸电子基团取代吲哚衍生物
    摘要/Abstract以3-氰基/酯基吲哚为代表的3-吸电子基团取代吲哚结构存在于多种生物活性分子中,常作为优势骨架构建类药性化合物库用于新药发现.本文设计并发展了一种基于亚胺氯化物活性中间体的串联反应,从邻卤苯乙腈/酯和酰胺出发,在碱和CuBr催化下,一锅法构建结构多样性3-吸电子基团取代吲哚骨架 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 通过芳磺酸酯不同化学键的可选择性断裂构建不同的芳基醚
    摘要/Abstract实现了利用芳磺酸酯作原料通过各种化学键的选择性断裂制备芳基烷基醚和二芳基醚,实现了利用吸电子基取代的芳磺酰氯与酚的反应来制备二芳基醚.在K2CO3作用下,分别利用酯基部分苯环上是吸电子基取代的芳磺酸芳基酯通过S―O键断裂与醇的反应,芳磺酸烷基酯通过C―O键断裂与酚的反应来合成芳 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 镍氮掺杂有序大孔/介孔碳负载银纳米颗粒用于高效电催化CO2还原
    摘要/Abstract多组分体系中的协同作用为设计高效的二氧化碳还原电催化剂提供了新的思路.本工作通过双模板法和化学还原法精心设计制备了大孔/介孔镍氮掺杂碳(Ni-N-OMMC)负载银纳米颗粒复合材料(Ag/Ni-N-OMMC),用于高效电催化还原CO2为CO.此复合材料表现出良好的电催化活性,在C ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 光化学条件下(β-重氮-α,α-二氟乙基)膦酸酯与羧酸的酯化反应
    摘要/Abstract利用可见光促进的O-H插入反应可以在温和条件下实现羧酸与原位生成的(β-重氮-α,α-二氟乙基)膦酸酯的酯化反应,以良好的产率得到了含有α,α-二氟甲基膦酸酯的羧酸酯类化合物.该反应操作简单,对于不同的官能团具有良好的适应性.因此,这一反应为α,α-二氟甲基膦酸酯衍生物的合成提 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 铱催化中氮茚衍生物的Friedel-Crafts类型不对称烯丙基取代反应
    摘要/Abstract本工作报道了金属铱催化烯丙醇与中氮茚衍生物Friedel-Crafts类型的不对称烯丙基取代反应.该方法在温和条件下,以优秀的收率以及对映选择性控制合成了一系列C3位烯丙基化的中氮茚衍生物,为构建手性中氮茚化合物提供了一条新策略.关键词:铱催化,烯丙基取代反应,对映选择性,中氮 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14
  • 基于原位聚合凝胶电解质的碳纳米笼//三氧化钨纳米棒超级电容器
    摘要/Abstract发展非对称超级电容器可有效提升超级电容器能量密度,选择电极材料和电解质是关键.分级结构碳纳米笼因具有比表面积大、微孔-介孔-大孔共存、导电性好、稳定性高等优点,特别适合用作超级电容器电极材料.进一步通过N,S共掺杂引入赝电容、改善浸润性,所得的氮硫共掺杂碳纳米笼(NSCNC)在 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-14