Cu納米團簇光學(xué)可調(diào)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(dǎo)致其獨特的原子空間構(gòu)型和分離的電子能級，呈現(xiàn)出光致熒光(PL)效應(yīng)和高催化活性等奇異的物理化學(xué)性質(zhì)，在光學(xué)、生物、催化、能源等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)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(fù)雜的應(yīng)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(xiàn)金屬納米團簇的光學(xué)可調(diào)性已經(jīng)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(chǔ)上，通過引入不同量的十二硫醇(C12SH)配體實現(xiàn)了對Cu納米團簇PL發(fā)光波長的調(diào)控，并初步探討了其內(nèi)在原因，為實現(xiàn)對金屬納米團簇發(fā)光波長的調(diào)控和深入理解其發(fā)光機制提供參考依據(jù)。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(xué)吸收帶。質(zhì)譜和X射線精細結(jié)構(gòu)(XAFS)譜對Cu納米團簇的成分和結(jié)構(gòu)研究表明，該團簇的主要成分是Cu5[MPP]4，整體為四面體結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(shù)和總配體個數(shù)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(zhuǎn)移增多。由此我們認為C12SH的刻蝕使得Cu納米團簇的原子構(gòu)型由初始的四面體排