[發明專利]一種在空氣氛圍中具有高磷光量子產率的AuCu14

有效

• 申請號: 202011036918.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112110955B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 宋永波;李浩;朱滿洲
• 申請（專利權）人: 安徽醫科大學
• 主分類號: C07F9/50
• 分類號: C07F9/50;C09K11/06;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種在空氣氛圍中具有高磷光量子產率的AuCusubgt;14/subgt;納米團簇及其制備方法，其中AuCusubgt;14/subgt;納米團簇為混合配體保護的AuCu合金納米團簇，包含1個Au原子、14個Cu原子、12個4?叔丁基苯硫酚配體以及6個雙(2?氰基乙基)苯基膦配體組成，外圍并配有一個SbFsubgt;6/subgt;supgt;?/supgt;反離子；所述AuCusubgt;14/subgt;納米團簇的精確結構中含有一個Au原子內核和8個Cu(I)原子組成的金屬籠。該團簇在室溫下，空氣氛圍中具有較高的磷光發光性能，其相對量子產率為71.35％。未來該團簇有望被設計用于LED、高分辨熒光納米探針和防偽等實際應用領域。

技術領域

本發明屬于納米材料學科，具體涉及一種在空氣氛圍中具有高磷光量子產率的AuCu₁₄納米團簇及其制備方法。

背景技術

近年來，含巰基配體保護的金屬納米團簇由于其獨特的物理化學性質，得到了廣大科學研究者的關注。其中，光致發光是其重要的特性之一。研究結果表明，金屬納米團簇的光致發光具有以下特點：光學穩定性好，好的生物相容性，低毒，斯托克斯位移大，近紅外發光。這些特質使熒光金屬納米團簇在生物成像，生物探針，光學器件等領域具有良好的應用前景。因此，制備具有光致發光的金屬納米團簇成為了當前團簇材料學家所追逐的熱點之一。

到目前為止，已經發現了數十種具有光致發光的團簇。基于其精確結構，結合理論計算對其光致發光機理進行了詳細的研究，并提出集中有效的提高發光效率的方法。比如，改變表面配體的供給電子能力、摻入第二金屬、利用結晶誘導、以及通過“聚集沉降”最大限制分子內運動等。這些方法的應用，在一定程度上提高了金屬納米團簇發光效率，比如Lee等人通過利用加入過量的TOA⁺，使Au₂₂(GS)₁₈從水相轉移到甲苯相，發光效率提高到60％，但是，Au₂₂(GS)₁₈@TOA是一種混合物，這在一定程度上限制了其應用。此外，Wang等人通過利用Ag原子摻雜，成功將棒狀發光效率從0.2％提高到40％。盡管如此，目前具有自由價電子的金屬納米團簇的光致發光效率仍然普遍偏低(低于20％)。此外，之前報導的大多數發光金屬納米團簇的發射壽命通常在納秒范圍內，具有磷光性質的金屬納米團簇仍然較為少見，室溫下金屬納米團簇的磷光量子產率仍待進一步提高，這將有利于金屬納米團簇成為LED發光材料。

發明內容

本發明針對上述現有技術所存在的不足，提供了一種在空氣氛圍中具有高磷光量子產率(71.3％)的AuCu₁₄納米團簇及其制備方法。本發明AuCu₁₄納米團簇表現出良好的光致發光性能，并得到了其精確結構。

本發明AuCu₁₄納米團簇，是一種混合配體保護的AuCu合金納米團簇，包含1個Au原子、14個Cu原子、12個4-叔丁基苯硫酚配體以及6個雙(2-氰基乙基)苯基膦配體組成，外圍并配有一個SbF₆^-反離子；所述AuCu納米團簇的精確結構中含有一個Au原子內核和14個Cu(I)原子組成的金屬籠。

本發明AuCu納米團簇，具有如下分子式：

[AuCu₁₄(C₁₀H₁₃S)₁₂(C₁₂H₁₃N₂P)₆](SbF₆)，簡寫為AuCu₁₄，屬于三斜晶系，空間群為P-1，α＝83.358(7)°，β＝62.415(6)°，γ＝65.215(6)°，

本發明AuCu納米團簇的制備方法，包括如下步驟：