Angew. Chem. :面向金纳米团簇催化的结构工程

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近年来,金纳米团簇催化得到越来越广泛的研究。人们不仅可以利用分子化学的手段进行合理设计并实现金纳米团簇的可控合成,而且可以利用其结构明确的特点,探索它们在催化中的构效关系。纳米团簇由金属核心和表面配体组成,而核心和配体壳层对团簇的催化性能具有显著的影响。识别团簇催化剂的活性金属位点对催化机理和催化剂设计极为重要。如何构建配位不饱和的活性金属位点是当前团簇催化研究中极富挑战性的科学问题。此外,如何调控表面配体以控制团簇的催化性能也是团簇催化研究中的重要课题。

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金纳米团簇催化的结构工程

近期,清华大学的王泉明教授,发表了关于金纳米团簇催化的结构工程的综述。论文总结了金纳米团簇催化剂活性位点的四种构建策略,即部分去除配体策略,大配体策略,表面几何错配以及异金属掺杂(图1)。结合金团簇催化相关进展分析了这些策略对于构建活性位点的有效性及特点,并且通过炔基配体、硫醇配体保护的金纳米团簇在均相和多相催化方面的例子阐述了配体对催化活性、选择性以及稳定性的影响。

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图1. 构建活性位点的四种策略。(a)部分去除配体;(b)大配体策略;(c)表面几何错配;(d)异金属掺杂。

论文还对目前金纳米团簇催化研究领域仍存在的问题与挑战展开论述。金纳米团簇的产率和稳定性问题亟待解决;配体对催化选择性的影响有待深入研究;活性位点与催化性质之间的关系需要原位动态表征手段的支持。该综述有望促进对结构工程理念在催化剂设计中的应用,并激发更深入的关于纳米团簇催化的基础研究和应用探索。

文信息

Structural Engineering toward Gold Nanocluster Catalysis

Zong-Jie Guan, Jiao-Jiao Li, Feng Hu and Quan-Ming Wang*

文章的通讯作者为清华大学的王泉明教授,第一作者管宗杰博士目前就职于湖南大学。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202209725




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