超稳定的“俄罗斯套娃”-浓酸碱冷光探针[Hf13]纳米团簇(Angew. Chem., 2019)

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可以同时抵抗高浓度的酸和碱的稳定金属团簇尚为未知。南开大学化学系赵斌等、清华大学化学系胡憾石等、李隽(南方科技大学、清华大学)等,提出了第一个在浓酸(10 M HNO 3)和碱(20 M沸腾NaOH)水溶液中保持结晶状态,具有非凡的化学稳定性离散的中性簇Hf 134-O)8(OCH3)36

实际上更重要的是,这是第一个同时能够检测浓碱(20 M NaOH)和强酸(1 M HNO3)的冷光探针,具有较高的选择性和可重复性。

作者使用密度泛函理论对电子结构和成键的理论研究表明,由强(d-p)π键导致该团簇具有很大的HOMO-LUMO能隙,这进一步导致了团簇的超高稳定性。本工作丰富了功能化金属团簇和发光传感器,为进一步构建稳定的团簇基材料奠定了基础。

团簇结构与电子结构使用AMS中ADF模块进行计算研究,使用ADF中ZORA方法考虑相对论效应的影响,并通过电子局域函数ELF对化学键中的电子配对的可能性进行检验。