基于大环-金属簇组装体的硫化银纳米颗粒合成新方法

 

多核金属簇化合物一直以来都被认为是合成纳米化合物的重要中间体,其组成与结构对于纳米化合物的性质有显著的影响。在国家自然科学基金委和科技部资助下,清华大学化学系赵亮等利用氮甲基桥联杯吡啶多齿大环分子通过“自上而下”方法在温和条件下将溶解度极小的固体硫化银 (Ksp (Ag2S, 25 ºC) = 8*10-51) 转化为银硫簇合物。然后利用酸脱去簇合物外围的大环配体释放出自由的银硫簇。这些银硫簇通过共用金属离子等方式相互结合,可以“自下而上”制备出纳米级硫化银颗粒。与此同时,大环分子可以经固-液分离、中和、萃取后回收重复利用。利用这一策略,他们获得了常规方法较难获得的具有高银硫比(3.51)组成的纳米颗粒,这类纳米颗粒的能隙宽度明显高于基于传统方法所合成的尺寸相当的硫化银纳米颗粒。他们与北京大学化学学院蒋鸿合作,通过Hybrid-DFT计算研究了Ag/S比例对于HOMO-LUMO分子轨道能级的影响,初步阐明了二元半导体材料中各元素组分比例不同对材料带隙宽度的影响规律。以上工作为利用超分子组装方法合成新型功能材料提供了新的思路。文章最近以Edge Article的形式发表在Chemical Science(X. He, Y. Wang, C.-Y. Gao, H. Jiang and L. Zhao*, Chem. Sci. 2014, DOI: 10.1039/C4SC01884B)