具有金属芳香性的超稳定Ag 3⑨纳米簇在光电器件中显示出前景

作为具有均匀尺寸和明确结构的超小纳米粒子，配体保护的硬币金属纳米簇由于量子尺寸效应，与块状纳米材料相比，显示出独特的电子结构和物理化学性质

然而，它们中的大多数都存在溶液易离解和热力学稳定性差等问题，这极大地限制了它们作为光电材料的实际应用

外围保护配体是铸币金属簇中的关键元素，因此对化学性质和稳定性有着至关重要的影响

在大多数情况下，具有简单桥接特性的配体的保护作用不能赋予纳米簇足够的鲁棒性和内部稳定性。为了为金属簇核提供足够的屏蔽和保护作用，具有桥接和螯合特性的双功能配体是构建具有高效发光的坚固金属纳米簇的更好候选者

在《科学进展》发表的一项研究中，中国科学院福建省物质结构研究所的陈忠宁教授和山东大学的孙迪教授设计了一种稳定的双功能二膦（2-Ph2PC6H4PH2），该二膦以初级和三级磷供体为特征，作为一种独特的螯合剂，具有协同桥接和螯合特性，并构建了具有金属芳香性的超稳定银纳米簇

在去质子化过程中，-P2-和-PPh2供体同时桥接和螯合多种金属离子，通过强烈的Ag-Ag相互作用形成m5-P2封端的m5五边形，从而形成弧形表面或球形帽，作为构建具有特定多面体纳米簇的球形结构的构建块

通过精确控制2-Ph2PC6H4PH2的脱质子化速率并引入有机或无机模板，研究人员合成并表征了两种新型银纳米簇（Ag30和Ag32），它们具有迷人的具有Ih对称性的二十面体Ag30壳

2-Ph2PαC6H4Pβ2-在m5-η1（pβ）、η2（pα，pβ）配位模式下的独特配位几何赋予Ag30和Ag32团簇球形金属芳香性，这在两个团簇的异常稳定性中起着关键作用

由于每个2-Ph2PαC6H4Pβ2-配体具有两个负电荷，并通过-pβ2-供体与五个银（I）原子结合，提供三对孤电子形成6c-6e-离域键，因此Ag30或Ag32的Ag30壳上的十二个这样的2-Ph2PC6H4P2-配体提供72个键合电子（2×（5+1）2），这与球形芳香性的2（N+1）2规则是一致的

Ag30在溶液处理的有机发光二极管（OLED）中表现出高效的近红外（NIR）电致发光，峰值外部量子效率（EQE）为15.1%，代表了银纳米簇在近红外发射器件中的应用取得了重大进展

这项研究不仅拓宽了可用于硬币金属簇的保护配体的范围，以深入了解合成具有金属芳香性和优异稳定性的硬币金属簇，而且为功能性纳米簇在光电器件中的实际应用提供了指导 More information: Xu-Yang Ding et al, Synergistic coordination of diphosphine with primary and tertiary phosphorus centers: Ultrastable icosidodecahedral Ag 30 nanoclusters with metallic aromaticity, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ads0728

Journal information: Science Advances