[发明专利]一种银纳米簇的同分异构体及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及银纳米簇同分异构体的合成技术。本发明的目的是提供一种银纳米簇的同分异构体的制备方法。其方法如下：在采用典型的尺寸刻蚀方法合成金属纳米簇的过程中，在被硼氢化钠还原之前或之后，向反应溶液中加入二价铜离子金属盐，反应5‑9小时后，获得单一尺寸银纳米簇的同分异构体。通过紫外可见吸收光谱表征同分异构体的光学性质的变化。通过培养单晶，解析纳米簇的晶体结构。此发明涉及的方法具有可行性，操作简单，易于控制。本发明合成的银纳米簇的同分异构体具有不同光学性质，可以应用于铜离子检测，也可以应用于纳米簇的结构和性质的构效关系的构建。

技术领域

本发明属于银纳米簇的合成技术领域，具体涉及一种银纳米簇的同分异构体的制备方法。

背景技术

近年来，金属纳米簇作为一种新型的纳米材料备受关注并得到了广泛的研究。纳米簇一般是指尺寸小于2nm，有配体保护的、具有精确原子个数的、具有量子尺寸效应的纳米粒子。由于金属纳米簇具有独特的化学和物理性质，在催化、能源、环保、医学成像、化学传感等领域具有十分广阔的应用前景。

在金属纳米簇的研究中，获得纳米簇的晶体结构是十分重要。结构决定性质，通过获得晶体结构和性质，可以构建金属纳米簇的结构和性质的构效关系。金纳米簇的合成和应用得到最广泛的研究，而银纳米簇的合成和晶体结构的获得相对有限，包括Ag₁₄(Chem.Commun.2013,49,300-302)、Ag₁₆(Nanoscale.2013,5,2674-2677)、Ag₂₁(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,3702-3706)、Ag₂₃(Nat.Commun.2018,9,744)、Ag₂₅(J.Am.Chem.Soc.2015,137,11578-11581)、Ag₂₉(J.Am.Chem.Soc.2015,137,11970-11975)、Ag₄₄(Nature.2013,501,399-402)、Ag₆₇(J.Am.Chem.Soc.2016,138,14727-14732)、Ag₁₄₁(J.Am.Chem.Soc.2017)、Ag₁₃₆和Ag₃₇₄(Nat.Commun.2016,7,12809)。银纳米簇的合成方法包括尺寸刻蚀归一化法、配体交换法等。

同分异构体，对于研究金属纳米簇的构效关系十分重要。尽管分子式相同，结构的细微差别，会导致性质的不同。但在金属纳米簇中，同分异构体并不常见，尤其在银纳米簇中。

发明内容

本发明的目的是提供一种银纳米簇的同分异构体的制备方法。

制备方法如下：在采用典型的尺寸刻蚀方法合成金属纳米簇的过程中，在被硼氢化钠还原之前或之后，向反应溶液中加入二价铜离子金属盐，反应5-9小时后，获得单一尺寸银纳米簇的同分异构体。通过紫外可见吸收光谱表征同分异构体的光学性质的变化。通过培养单晶，解析纳米簇的晶体结构。

所述制备方法，其特征在于：金属纳米簇是由配体保护的银纳米簇；金属纳米簇是银纳米簇；使用的金属盐包括氯化铜、硝酸铜、硫酸铜等所有二价铜离子金属盐；在合成金属纳米簇的过程中，二价铜离子金属盐既可以在被硼氢化钠还原之前加入，也可以在被硼氢化钠还原之后加入；反应时间为5-9小时。

本发明一方面提供一种银纳米簇的同分异构体的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将银前驱体溶于有机溶剂A中得到溶液a，将配体A溶于有机溶剂A中得到溶液b，将配体B溶于有机溶剂B中得到溶液c；所述溶液a的浓度为10mg/mL.；所述溶液b的浓度为30mg/mL.；所述溶液c的浓度为15mg/mL。