用户前沿丨JACS：调控Au52(SR)32团簇表面配体结构提高近红外光致发光量子产率

2023-12-21 21:28:29 天美仪拓实验室设备（上海）有限公司

表面配体结构是决定金纳米团簇光致发光（PL）特性的重要因素之一。近日，卡耐基梅隆大学Rongchao Jin等合成并研究了四个 Au₅₂(SR)₃₂ 纳米团簇的PL性质，这四个团簇表面配体均为芳香族硫醇配体 (–SR)，但对位基团的位阻不同。

本文要点：

1）研究表明，这些团簇的近红外 (NIR) 光致发光（峰值在 900–940 nm）量子产率 (QY) 随着配体对位基团位阻的降低而大大增强。具体来说，位阻最小的对甲基苯硫醇 (p-MBT) 保护的Au₅₂(SR)₃₂表现出最高的 PLQY（室温下，在未脱气的二氯甲烷中为18.3%），而位阻最大的叔丁基苯硫醇 (TBBT) 保护的Au₅₂(SR)₃₂只有3.8%。

2）配体上甲基较少时 QY 的大幅增强意味着通过 C-H 键介导的多声子过程发生非辐射衰变。此外，Au₅₂(p-MBT)₃₂和Au₅₂(TBBT)₃₂的单晶 X 射线衍射 (SCXRD) 结构比较表明，对位甲基较少导致 Au₅₂ 内核上配体间 π…π 堆积更强，从而限制配体振动和旋转。

3）进一步的PL寿命、³O₂ 猝灭以及温度依赖性 PL 和吸收研究表明这些团簇的发射性质为磷光和热激活延迟荧光 (TADF)。四个团簇的¹O₂生成效率与观察到的 PL 性能遵循相同的趋势。

总体而言，高度近红外发光的 Au₅₂(p-MBT)₃₂ 纳米团簇和所揭示的机制有望在未来得到应用。

参考文献：

Yitong Wang, et al. Tailoring Carbon Tails of Ligands on Au₅₂(SR)₃₂ Nanoclusters Enhances the Near-Infrared Photoluminescence Quantum Yield from 3.8 to 18.3%. J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c09846

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c09846

仪器推荐：

爱丁堡FLS1000稳态瞬态荧光光谱仪

卡耐基梅隆大学Rongchao Jin团队合成了均为芳香族硫醇配体 (–SR)不同对位位阻的金属团簇，结果表明金纳米团簇量子产率 (QY) 随着配体对位基团位阻的降低而大大增强。文中利用爱丁堡稳态瞬态荧光光谱仪完成变温稳态/瞬态光谱以及近红外量子效率的测定。爱丁堡仪器可为高度近红外发光的纳米团簇的相关机制提供实验依据。

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