近日，中国科学院大连化学物理研究所化石能源与应用催化研究部研究员黄家辉、副研究员刘超团队和分子反应动力学国家重点实验室研究员樊红军等合作，在铜纳米团簇的可控合成和结构解析研究方面取得新进展。合作团队提出了溶剂介导沉淀合成原子精确铜纳米团簇的新策略，并揭示了其晶体结构和独特的光学性质。相关成果发表在《化学科学》上。

近几年，原子精确的铜纳米团簇受到越来越多的关注，因为其具有明确的原子组成和精确的晶体结构，可以作为模型催化剂用于铜催化反应机理研究等领域。尽管目前已有部分铜纳米团簇合成的报道，但仍缺乏有效方法合成更多的铜纳米团簇，并且已有合成方法还存在产物分离困难、产率低和合成过程复杂等问题。

该工作中，研究人员提出了溶剂介导沉淀合成的新策略（SMPS），高效合成了Cu₁₃H₁₀(SR)₃(PPh₃)₇纳米团簇（以下简称“Cu₁₃”）。在此方法中，产物Cu₁₃团簇以沉淀形式析出，过量的原料和副产物则保留在溶液中，实现了Cu₁₃纳米团簇的高产率和高纯度，解决了分离困难的问题。而单晶X射线衍射分析表明，Cu₁₃纳米团簇内核由四个共顶点的四面体组成，具有一个三重对称轴，不同于常见的二十面体或立方八面体的M₁₃结构。电喷雾电离质谱和核磁共振谱证实，Cu₁₃纳米团簇含有10个氢原子，并确定了其类型。

此外，研究人员还利用DFT方法，模拟了Cu₁₃纳米团簇的紫外可见吸收光谱、电子结构和10个氢原子的位置，紫外可见吸收光谱和荧光光谱揭示了Cu₁₃纳米团簇独特的光学吸收和荧光性质。

该工作不仅提供了一种新颖的SMPS策略高效合成Cu₁₃纳米团簇，而且加深了对铜纳米团簇结构特性和光学性质的认识。

相关论文信息: https://doi.org/10.1039/D2SC06099J