Cu納米團簇光學可調性的同步輻射研究.pdf

1、金屬納米團簇具有超小的尺寸(一般小于2nm)，導致其獨特的原子空間構型和分離的電子能級，呈現出光致熒光(PL)效應和高催化活性等奇異的物理化學性質，在光學、生物、催化、能源等領域具有廣闊的應用前景。金屬納米團簇的高熒光性能使它們非常適用于生物標記，同時復雜的應用環(huán)境也要求它們具有不同的發(fā)光波長，因此如何實現金屬納米團簇的光學可調性已經成為了一個重要的研究方向。非貴金屬Cu在自然界儲量豐富、價格低廉，理論和實驗研究表明Cu納米團簇擁有獨特

2、的熒光性能，然而由于制備上的困難以及Cu在空氣中極易被氧化，相對于Au和Ag等不活潑的貴金屬團簇而言Cu納米團簇的研究仍然處于初步階段。
　　本文在制備出2-巰基-5-正丙烷基嘧啶(MPP)包覆的Cu納米團簇的基礎上，通過引入不同量的十二硫醇(C12SH)配體實現了對Cu納米團簇PL發(fā)光波長的調控，并初步探討了其內在原因，為實現對金屬納米團簇發(fā)光波長的調控和深入理解其發(fā)光機制提供參考依據。首先通過簡單的單相法合成了MPP包覆的小尺

3、寸Cu納米團簇，在365 nm紫外光激發(fā)下，發(fā)射波長為623 nm的紅橙光，并有多個光學吸收帶。質譜和X射線精細結構(XAFS)譜對Cu納米團簇的成分和結構研究表明，該團簇的主要成分是Cu5[MPP]4，整體為四面體結構，四面體中心有一個Cu原子，與外部組成四面體的四個Cu原子相連，這四個Cu原子通過橋接的方式各連接兩個S原子。其次研究了C12SH配體對Cu納米團簇發(fā)光性能的影響。在初始MPP包覆Cu納米團簇溶液中逐漸增加C12SH的濃

4、度，在MPP/C12SH的比例由4∶0減少到4∶2時，能使Cu納米團簇發(fā)光波長從623 nm藍移到584nm。進一步的結構研究表明，隨著C12SH濃度的增加，C12SH逐漸取代部分MPP配體形成混合配體包覆的團簇Cu5[MPP]2[C12SH]2，但團簇中Cu原子個數和總配體個數不變。XAFS譜測量表明配體交換后金屬性的Cu-Cu配位消失，Cu-S之間的電荷轉移增多。由此我們認為C12SH的刻蝕使得Cu納米團簇的原子構型由初始的四面體排