《多種尺寸的鈷納米糰簇的可控合成、結構與性能研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由閆楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多種尺寸的鈷納米糰簇的可控合成、結構與性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：閆楠
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬納米糰簇因具有不同於傳統金屬納米粒子的結構和性能，從而成為當今納米科技領域的一個研究熱門領域。然而目前大多數研究都集中在貴金屬納米糰簇上，如金、銀、鉑等，這也限制了納米糰簇的實際套用。為了深入研究納米糰簇，並拓展其在各領域的進一步套用，對非貴金屬納米糰簇的研究提上日程。鈷作為一種磁性過渡金屬，已經被廣泛套用在日常生活和工業生產中，但關於鈷納米糰簇的研究尚無人報導。鈷納米糰簇會有一些什麼樣的結構和性質？其性質和結構以及尺寸等有什麼關聯？為回答這樣一些饒有興趣的問題和拓展金屬納米糰簇的研究，我們擬從以下幾個方面開展工作：（1）發展鈷團簇尺寸可控的合成方法，合成多個尺寸的鈷團簇，並確定其組成結構；（2）探索鈷納米糰簇的性質（主要是光學性質、磁性等），發掘其套用潛力；（3）了解鈷納米糰簇的性質隨組成結構和尺寸衍變的規律。這些工作的開展，不僅具有重要的科學意義，而且有一定的套用價值。
結題摘要
金屬納米糰簇因具有不同於傳統金屬納米粒子的結構和性能，從而成為當今納米科學研究中的一個熱門領域。然而目前大多數研究都集中在單一貴金屬納米糰簇上。因此為了深入研究納米糰簇，並拓展其在各領域的進一步套用，對非貴金屬納米糰簇以及合金納米糰簇的研究顯得尤為重要。本項目重點研究多種尺寸的鈷納米糰簇的可控合成、結構與性能研究，合金納米糰簇製備與性能研究，以及金屬納米糰簇的結構解析與分離。在該項目的支持下，取得了一定的研究成果，主要有：（1）發展出一種可控合成鈷納米糰簇的方法，獲得三種不同尺寸的鈷納米糰簇，發現團簇的紫外-可見吸收光譜隨著尺寸的變大發生紅移，小尺寸的團簇具有順磁性，而最大尺寸的團簇為鐵磁性，這一轉變的臨界尺寸可能在2.3nm到2.6nm之間，為製備穩定存在的非貴金屬納米糰簇以及研究其構效關係提供了指導。（2）利用“反伽伐尼還原”反應，獲得一種新型合金模式的金鎘合金納米糰簇和一種金銀汞三元合金納米糰簇，同時解析了其晶體結構，並研究了摻雜原子對納米糰簇性質的影響，發現不同原子的摻雜可以同時帶來“抵消效應”和“協同效應”，為進一步合成多元合金納米粒子和調控其物理化學性質提供了一定的幫助和指導。（3）成功解析出困擾科學界多年的Au144(SR)60團簇的結構，並通過變溫實驗，揭示了金屬具有優異熱延展性的微觀機理，也為後續高難度納米糰簇/納米晶的單晶生長提供了啟示。（4）使用預製薄層層析色譜對納米糰簇的尺寸融合反應進行定量的分離和檢測，並發現反應溫度和催化劑對於最終反應產物有著關鍵的影響。上述研究結果擴展了金屬納米糰簇的研究範圍，對後續進行的納米糰簇結構與性能研究有著極大的參考價值和啟發意義。在該項目資助下，已發表SCI論文4篇。項目投入經費20萬，支出13.1881萬，剩餘經費6.8819萬，計畫用於本項目的後續研究支出。
