[发明专利]一种在空气氛围中具有高磷光量子产率的AuCu14

说明书

本发明公开了一种在空气氛围中具有高磷光量子产率的AuCusubgt;14/subgt;纳米团簇及其制备方法，其中AuCusubgt;14/subgt;纳米团簇为混合配体保护的AuCu合金纳米团簇，包含1个Au原子、14个Cu原子、12个4‑叔丁基苯硫酚配体以及6个双(2‑氰基乙基)苯基膦配体组成，外围并配有一个SbFsubgt;6/subgt;supgt;‑/supgt;反离子；所述AuCusubgt;14/subgt;纳米团簇的精确结构中含有一个Au原子内核和8个Cu(I)原子组成的金属笼。该团簇在室温下，空气氛围中具有较高的磷光发光性能，其相对量子产率为71.35％。未来该团簇有望被设计用于LED、高分辨荧光纳米探针和防伪等实际应用领域。

技术领域

本发明属于纳米材料学科，具体涉及一种在空气氛围中具有高磷光量子产率的AuCu₁₄纳米团簇及其制备方法。

背景技术

近年来，含巯基配体保护的金属纳米团簇由于其独特的物理化学性质，得到了广大科学研究者的关注。其中，光致发光是其重要的特性之一。研究结果表明，金属纳米团簇的光致发光具有以下特点：光学稳定性好，好的生物相容性，低毒，斯托克斯位移大，近红外发光。这些特质使荧光金属纳米团簇在生物成像，生物探针，光学器件等领域具有良好的应用前景。因此，制备具有光致发光的金属纳米团簇成为了当前团簇材料学家所追逐的热点之一。

到目前为止，已经发现了数十种具有光致发光的团簇。基于其精确结构，结合理论计算对其光致发光机理进行了详细的研究，并提出集中有效的提高发光效率的方法。比如，改变表面配体的供给电子能力、掺入第二金属、利用结晶诱导、以及通过“聚集沉降”最大限制分子内运动等。这些方法的应用，在一定程度上提高了金属纳米团簇发光效率，比如Lee等人通过利用加入过量的TOA⁺，使Au₂₂(GS)₁₈从水相转移到甲苯相，发光效率提高到60％，但是，Au₂₂(GS)₁₈@TOA是一种混合物，这在一定程度上限制了其应用。此外，Wang等人通过利用Ag原子掺杂，成功将棒状发光效率从0.2％提高到40％。尽管如此，目前具有自由价电子的金属纳米团簇的光致发光效率仍然普遍偏低(低于20％)。此外，之前报导的大多数发光金属纳米团簇的发射寿命通常在纳秒范围内，具有磷光性质的金属纳米团簇仍然较为少见，室温下金属纳米团簇的磷光量子产率仍待进一步提高，这将有利于金属纳米团簇成为LED发光材料。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存在的不足，提供了一种在空气氛围中具有高磷光量子产率(71.3％)的AuCu₁₄纳米团簇及其制备方法。本发明AuCu₁₄纳米团簇表现出良好的光致发光性能，并得到了其精确结构。

本发明AuCu₁₄纳米团簇，是一种混合配体保护的AuCu合金纳米团簇，包含1个Au原子、14个Cu原子、12个4-叔丁基苯硫酚配体以及6个双(2-氰基乙基)苯基膦配体组成，外围并配有一个SbF₆^-反离子；所述AuCu纳米团簇的精确结构中含有一个Au原子内核和14个Cu(I)原子组成的金属笼。

本发明AuCu纳米团簇，具有如下分子式：

[AuCu₁₄(C₁₀H₁₃S)₁₂(C₁₂H₁₃N₂P)₆](SbF₆)，简写为AuCu₁₄，属于三斜晶系，空间群为P-1，α＝83.358(7)°，β＝62.415(6)°，γ＝65.215(6)°，

本发明AuCu纳米团簇的制备方法，包括如下步骤：