炔基和双齿膦配体保护的银纳米团簇的合成、结构及荧光性质研究

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银纳米团簇由于超小的尺寸和独特的荧光性质,受到了研究人员的广泛关注,也为构建生物成像和传感应用的荧光探针提供了很好的平台。然而,银纳米团簇的低稳定性通常会导致其聚集成大的纳米颗粒,从而阻碍了它们的合成和应用。为了得到结构稳定的银纳米团簇,本文选择炔基和双齿膦作为保护配体,并通过向合成体系中引入吡啶基配体或阴离子模板,再利用还原反应和溶剂热反应制备了一系列新型结构的银纳米团簇。通过单晶X射线衍射确定了这些银纳米团簇的结构,并对其荧光性质进行了研究。本论文的内容如下:(1)通过tBuC≡CAg与CF3COOAg在不同的溶剂中发生反应,得到了两个炔银纳米团簇:[Ag8(tBuC≡C)5(CF3CO2)3]n和[Ag12(tBuC≡C)6(CF3CO2)8]·2TEA(TEA:四乙基铵根离子)。在上述反应体系中分别引入4-氨基吡啶和吡啶作为辅助配体时,又成功分离了两个吡啶基配体保护的炔银纳米团簇:[Ag3(tBuC≡C)(CF3CO2)2(4-ap)]n和[Ag8(tBuC≡C)4(py)8]·4BF4。单晶X射线衍射分析表明,溶剂体系的改变以及两种吡啶基配体的加入都会对炔银簇的组分和结构产生重要的影响。(2)使用MS42-(M=Mo/W)作为阴离子模板,tBuC≡CAg作为前驱体,1,4-双(二苯基膦)丁烷作为保护配体,通过还原法得到了四个由双齿膦配体保护的8电子闭壳结构的银纳米团簇:[(MS4)@Ag58S24(dppb)12](M=Mo/W)。单晶X射线衍射分析表明[(MoS4)@Ag58S24(dppb)12]与[(WS4)@Ag58S24(dppb)12]的结构类似,且都具有两种不同的空间群。研究发现,可以利用含苯环类化合物与团簇表面双齿膦配体之间的相互作用,实现对团簇的液体荧光强度的可控调节。(3)利用tBuC≡CAg与不同的银盐进行溶剂热反应,成功制备了两个含有无机阴离子模板的炔银簇:[NO3@Ag18(tBuC≡C)15]·2NO3和[Br@Ag19(tBuC≡C)11(CF3CO2)7]。此外,在[(MoS4)@Ag58S24(dppb)12]的合成基础上,改变双齿膦配体的种类并进行溶剂热反应,得到了一个双齿膦配体保护的混合价态银纳米团簇:[Ag130S58(dpppe)18]。它具有Ag7(内核)@Ag42S14(第一层)@Ag81S44(第二层)的核壳结构,且在630 nm处的紫外吸收峰和在450 nm附近的荧光发射峰都与其高核的结构特点相对应。
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