金属纳米团簇在电化学领域的应用研究进展

尺寸小于2nm的金属纳米团簇是由几个到几百个原子组成的纳米结构材料.对于金属纳米团簇,由于其大部分甚至所有金属原子可能暴露于表面而具有高的表面原子比例,该独特的原子堆积结构使其具有高的表面活性,因此其在催化反应中具有重要应用价值.同时,其明确的原子排列和堆积结构使其可作为模型催化剂,用于研究纳米结构-性能之间的关系.笔者简要总结了近年来金属纳米团簇的研究进展和现状,重点总结了其在电化学领域的应用,包括电催化和电化学传感,最后对其未来在电催化和电分析领域的应用前景进行了展望.     

金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用

近年来,纳米技术发展迅速。荧光金纳米材料展现出的独特光学特性使其在生物检测和医学诊断中表现出了很好的应用前景。通过改变配体或者生物支架合成的各种荧光金纳米团簇(gold nanocluster,Au NCs),在传感检测、医学成像和光电子学等领域具有潜在的应用前景。就荧光和共振光散射技术和方法对水溶性的荧光金纳米团簇的合成以及检测机理作出介绍,并简单总结了金纳米团簇作为荧光探针在生物检测,包括金属离子、阴离子、有机小分子、蛋白质和核酸等各种分析物检测中的应用。同时,评述和展望了荧光金纳米团簇研究的发展方向和应用前景。     

金属-硫团簇的理论研究进展

金属-硫团簇结构与功能的探索已引起科学界的广泛关注并逐渐成为簇科学研究领域中的一个热点．综述了近年来金属一硫团簇间作用力研究的内容和方法,重点介绍了金属-硫团簇的产生、几何结构和电子结构的关系,并对其进展进行了展望．     

贵金属纳米材料在生物医学领域的应用进展

与传统的医学手段相比,贵金属纳米颗粒具有良好的生物相容性、稳定性与强光散射等性质并且在可见光和近红外区域可进行等离子吸收,因此在生物医学领域迅速占据一席之地.在此基础上,对贵金属纳米(Ag NPs、Au NPs与Pt NPs)及其与其他物质(TiO₂、葡萄糖氧化酶、抗体与疫苗等)的组合在生物传感、生物成像、药物运输和肿瘤治疗等方面的性能进行探讨.最后,对贵金属纳米颗粒所提及的纳米医用领域的应用优势进行总结,并指出现存问题和对未来的期望.     

有机分子笼封装金属纳米团簇的合成策略与催化应用

金属纳米团簇是由若干金属原子组成的纳米材料,尺寸介于单个金属原子和纳米颗粒之间,具有独特的几何和电子结构,在催化反应中展现出良好的性能.然而裸露的金属纳米团簇由于表面能较高,在催化过程中容易聚集失活.近年来,有机分子笼(organic molecular cages,OMCs)作为一种新兴的多孔材料受到了广泛关注.将金属纳米团簇封装在有机分子笼的限域空间内不仅可以提高其粒径均一性,还可以提高稳定性.有机分子笼的孔道结构完全开放,封装在其内部的金属纳米团簇在氧化、还原、偶联、产氢等反应中仍保持较高的催化活性.本文简要总结了有机分子笼封装金属纳米团簇的合成策略以及这类材料在催化领域的应用.     

纳米团簇淀积过程的分形聚集特征

采用惰性气体凝聚法获得非金属团簇淀积体。透射电子显微分析及动力学模拟结果表明：纳米团簇淀积体的生长、聚集过程对构成团簇的原子的热力学性质、团簇制备中的蒸发率和惰性气体气压及淀积温度等参数极为敏感。在团簇的淀积体中，随生长条件不同，将会出现不同的聚集结构。因此可在一定程度上定量控制团簇淀积体的聚集状态，获得特定的纳米结构图案。     

己硫醇单层保护金纳米团簇的合成及其性质

提出一种合成金的单分子层保护团簇（monolayer-priotected clusters,MPCs）的新方法，在四氢呋喃－饱和NaCl水溶液的两相体系中，用相转移剂四丁基溴化铵将四氯合金酸根离子转移至有机相中，在己硫醇存在下用硼氢化钠进行快速还原，合成出分布均匀、粒径较小的纳米粒子，通过改变金与硫醇的比例，可有效地控制MPCs颗粒的大小，与现有的合成方法相比，成本降低，合成时间显著缩短，易获得纯度较高的MPCs。所得产物通过透射电子显微镜术、紫外可见光谱和红外光谱测量等方法进行了表征，证明所得纳米粒子的性质与文献报道相近。     

纳米金在生物医学领域中的应用

纳米结构与纳米技术推动了生物医学的快速发展.纳米金因其良好的催化活性与光学特性被广泛用于纳米器件制造、纳米生物技术、纳米生物医学、纳米药理学等领域.本文综述了纳米金在肿瘤治疗、细胞成像和药物载体方面的最新研究进展,在强调其重要性的同时,亦指出其生物负效应,并对纳米金的未来发展作了展望.     

锗纳米晶体团簇形成的量子点

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构。其形成的锗晶体团簇没有突出的棱角和支晶结构,锗晶体团簇的轮廓较圆混,故可以用球形量子点模型来模拟实际的锗晶体团簇。对比了在高温(800℃-1000℃)条件下和在低温(400℃-600℃)用激光照射条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布。高温条件下生成的锗纳米晶体较小(3nm-4nm),低温用激光照射条件下所生成的锗纳米晶体较大(4nm-5nm);其分布结构显示某些尺寸的锗纳米晶体团簇较稳定(3．32nm、3．54nm、3．76nm、3．98nm、4．17nm、4．35nm和4．62nm等),适当的氧化条件可以得到尺寸分布范围较窄的锗纳米晶体团簇。用量子点受限模型计算了锗纳米晶体团簇的能隙结构,用Monte Carlo方法模拟了PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布,分别与实验结果吻合较好。     

水溶性荧光金银纳米簇的生物效应研究进展

荧光金属纳米簇是一种具有独特物理化学特性的新型纳米材料,在生物医学的许多应用中显示出巨大的潜力.阐明它们在复杂的生物环境中的行为对于设计基于金属纳米簇的高效、安全的纳米医药至为关键.在这篇综述中,概述了水溶性的金属纳米簇与生物体系相互作用的最新研究进展,讨论了影响这些生物相互作用过程中的关键参数,并对未来金属纳米簇的生物效应的研究做了展望.     

Near-infrared fluorescent aptamer-templated silver nanoclusters facilely synthesized for cellular imaging applications

Fluorescent metal nanoclusters(NCs)have received extensive attention for their potential uses in bionanotechnology.Here,we develop a facile strategy to synthesize near-infrared fluorescent silver nanoclusters(Ag NCs)stabilized by MUC1 aptamer.The MUC1-Ag NCs are characterized by UV–Vis absorption spectroscopy,fluorescence spectroscopy,transmission electron microscopy,and fluorescence lifetime.These results indicated that the MUC1-Ag NCs possess bright near-infrared luminescence,high stability,and excellent biocompatibility.The cellular imaging of MUC1-Ag NCs by confocal laser microscopy demonstrated them to be promising candidates as novel fluorescent probes for biomedical application.     

Fabrication of metal nanoclusters on graphene grown on Ru（0001 ）

Monolayer graphene was epitaxially grown on Ru（0001） through exposure of the Ru（0001） to ethylene at room temperature followed by annealing in ultrahigh vacuum at elevated temperatures. The resulting graphene structures were studied by scanning tunneling microscopy （STM）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）, and ultraviolet photoelectron spectroscopy （UPS）. The graphene/Ru（0001） surface was used as a periodic template for growth of metal nanoclusters. Highly dispersed Pt clusters with well controlled size and spatial distribution were fabricated on the surface.     

One-step facile synthesis of Pd nanoclusters supported on carbon and their electrochemical property

Well-crystallized Pd nanoclusters supported on Ketjen Black(KB) were successfully fabricated when Pd wires were served as an electrode pair by a solution plasma technique at atmospheric pressure. The synthesis of Pd nanoclusters was almost simultaneous with their dispersion on KB.Pd nanoclusters with the average diameter of about 2 nm were equably distributed on KB, and showed good electrochemical property corresponding to their obvious characteristic peaks. Multi-scan cyclic voltammetry and chronoamperometry clarified that as-prepared Pd nanoclusters have better electrochemical stability in alkaline solution than that of in acidic solution. Thus as-obtained Pd nanoclusters would become a promising electrocatalyst for fuel cells or Li-air batteries.     

多金属氧酸盐基稀土金属簇合物在癌症诊断和治疗中的潜在应用

近年来,多金属氧酸盐（POMs）被认为是有前途的抗癌药物,因其具有氧化还原性、亲核性、高溶解性和稳定性,以及表面电荷分布和可调的分子结构,在抗癌领域呈现出广泛的应用前景.稀土（RE）金属簇合物具有丰富的光、电、磁等特性,利用POMs的结构特性作为无机氧-供体配体构筑丰富的多金属氧酸盐基稀土金属簇合物,将两者的优势进行整合,为癌症诊断和治疗领域提供了新思路.文章介绍了多金属氧酸盐基稀土金属簇合物的分类及其在癌症诊断和治疗中的潜在应用.     

湿地沉积物中重金属的吸附与解吸研究进展

湿地是自然界最富生物多样性和生态功能最高的生态系统,为人类的生产、生活与休闲提供多种资源,是人类重要的生存环境。但随着人们对自然的开发和利用,污染现象日趋严重。吸附-解吸是水环境体系中重金属迁移转化的一个重要过程。本文重点综述了湿地沉积物中重金属的吸附与解吸机理的相关研究,以及各种环境因子的影响;简要讨论了今后的研究方向。     

湿地沉积物中重金属的吸附与解吸研究进展

湿地是自然界最富生物多样性和生态功能最高的生态系统,为人类的生产、生活与休闲提供多种资源,是人类重要的生存环境。但随着人们对自然的开发和利用,污染现象日趋严重。吸附一解吸是水环境体系中重金属迁移转化的一个重要过程。本文重点综述了湿地沉积物中重金属的吸附与解吸机理的相关研究,以及各种环境因子的影响;简要讨论了今后的研究方向。     

Copper nanoclusters: Synthesis,characterization and properties

Metal nanoclusters with a core size smaller than 2 nm have attracted much attention because of their unique physical and chemical properties.Among the studied metal nanoclusters,gold and silver have been studied extensively by size-controlled synthesis, structural characterization and properties investigations.Recently,considerable research effort has been devoted to the investiga- tion of copper nanoclusters.In this review,we highlight recent progress in the study of copper nanoclusters in terms of synthesis methods,characterization techniques and their novel optical and catalytic properties.     

MXenes量子点的制备及其生物应用

MXenes 量子点 (QDs) 具有优异的金属导电性、亲水性、生物相容性和荧光特性,如今已经可以通过多种不同的合成技术制备出品质较好且性能优异的MXenes QDs,如V2C QDs、TiCN QDs等.该文以独特的视角全面介绍了MXenes QDs的研究进展,首先介绍了水热/溶剂热法、超声法、球磨法、微爆法、熔融盐合成法以及热解法等合成技术,然后介绍了MXenes QDs在免疫调节、肿瘤治疗、生物传感和生物成像等方面的应用,并针对MXenes QDs目前在合成方法和潜在毒性等方面面临的挑战提出了展望,这将为后续MXenes QDs在新兴领域的大规模高效应用提供强有力的科学指导.