一种异金属金铜簇合物及其制备方法与应用

本发明涉及晶体材料制备，尤其涉及一种异金属金铜簇合物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、金属簇合物通常是由几十个到几百个原子团聚在一起形成长程有序的单晶化合物，可以通过单晶x射线衍射分析确定其准确的原子结构，由于单个团簇的尺寸通常小于3纳米，独特的量子尺寸效应使得团簇具有独特的物理和化学性质，这些金属簇合物在催化、光学、电子学等领域展现出潜在的应用前景。

2、在贵金属簇合物中，可以按照团簇核心金属的种类分为金、银、铜、铂、钯等及其合金纳米团簇，也可按照外围配体的不同而分为硫醇、膦、炔、硒以及卡宾等配体保护的纳米团簇以及混合配体保护的贵金属纳米团簇。得益于其结构中较高的表面-体积比以及量子尺寸效应，金属纳米团簇表现出与等离子体以及贵金属纳米颗粒完全不同的性质。在过去几十年的研究中，au纳米颗粒由于具有良好的稳定性，广泛应用于生物标记，生物识别，纳米技术及催化领域。自brust合成方法(即两相合成法)应用以来，科学家们通过x射线单晶衍射仪测定出一系列的au纳米团簇的结构，如au25、au38、au144等。金(au)和铜(cu)是常见的金属元素，它们的簇合物具有良好的稳定性和活性，通过掺杂其他贵金属到硫醇保护的au纳米团簇的体系中，可以改变其表层配位结构，也能够改变其相应的化学性质。

3、目前，已经报道了许多金铜簇合物的合成方法和其在不同应用中的性质研究。然而，已有技术中存在一些局限性和缺点。

4、1、合成方法的复杂性：现有方法中，常采用传统的化学还原、热解或溶剂热合成等方法来制备金属簇合物。这些方法通常需要高温或者长时间的反应条件，操作复杂，不易控制产物的形貌和粒径分布。

5、2、稳定性和纯度的问题：一些现有方法合成的金铜簇合物在稳定性和纯度方面存在一定的挑战。由于金属簇合物的表面活性，它们容易发生聚集、析出或与外部环境中的其他物质发生反应，从而降低其稳定性和纯度。

6、3、局限的应用范围：现有技术中合成的金铜簇合物在某些应用领域的性能表现受到限制。例如，在催化应用中，一些金铜簇合物对特定反应具有较好的催化活性，但在其他反应中的催化效果有限。这限制了它们在广泛应用中的潜力。

7、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种异金属金铜簇合物及其制备方法与应用，旨在解决现有金铜簇合物的合成方法较为复杂，产物性能受限的问题。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种异金属金铜簇合物的制备方法，其中，包括步骤：

4、将金源和铜源溶解于第一溶剂中，得到第一溶液；

5、向所述第一溶液中加入有机配体溶液，得到第二溶液；

6、向所述第二溶液中加入1-金刚烷硫醇溶液，得到第三溶液；

7、向所述第三溶液中加入还原剂的冰水溶液，进行提纯处理，得到所述异金属金铜簇合物。

8、所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其中，所述金源选自氯金酸四水合物、三氯化金、氧化金、金的配合物中的一种或多种；所述铜源选自氯化铜、高氯酸铜、氯化亚铜、碘化亚铜、硫酸铜、氟硼酸铜中的一种或多种；所述第一溶剂为无水甲醇。

9、所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其中，所述有机配体溶液中的溶质为1,2-双(二苯膦)乙烷，溶剂为二氯甲烷，所述有机配体溶液的浓度为3～30g/l。

10、所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其中，所述金源与所述有机配体溶液中的溶质的质量比为1：(1～10)。

11、所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其中，所述1-金刚烷硫醇溶液的溶质为1-金刚烷硫醇，溶剂为二氯甲烷；所述1-金刚烷硫醇与所述金源的质量比为(1～10)：1。

12、所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其中，所述还原剂为硼氢化钠，所述还原剂与所述金源的质量比为(2～10)：1；所述还原剂的冰水溶液的温度为-2～2℃。

13、所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其中，所述提纯处理具体为：取下层紫色有机相用去离子水清洗5遍，在12000rpm下离心10min，取上清液，用正己烷分层。

14、所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其中，包括步骤：

15、将金源和铜源溶解于第一溶剂中，在0℃以500rpm的搅拌速度搅拌5min，得到第一溶液；

16、向所述第一溶液中加入有机配体溶液，在0℃以500rpm的搅拌速度搅拌10min，得到第二溶液；

17、向所述第二溶液中加入1-金刚烷硫醇溶液，在0℃以500rpm的搅拌速度搅拌20min，得到第三溶液；

18、向所述第三溶液中加入还原剂的冰水溶液，在0℃以500rpm的搅拌速度避光搅拌12h，进行提纯处理，得到所述异金属金铜簇合物。

19、一种异金属金铜簇合物，其中，采用如本发明上述方案所述的制备方法制得。

20、一种如本发明上述方案所述的异金属金铜簇合物在荧光探针中的应用。

21、有益效果：本发明公开了一种异金属金铜簇合物及其制备方法与应用，通过采用一锅法合成异金属金铜簇合物，利用次级构建单元之间的缩聚反应，制得了具有确定尺寸和确定结构类型并且纯度高、稳定性好的异金属金铜簇合物，所述异金属金铜簇合物具有独特的能带结构和能级分布，能够发射出特定波长的荧光信号，具备良好的荧光标记和传感应用潜力。

技术特征：

1.一种异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，所述金源选自氯金酸四水合物、三氯化金、氧化金、金的配合物中的一种或多种；所述铜源选自氯化铜、高氯酸铜、氯化亚铜、碘化亚铜、硫酸铜、氟硼酸铜中的一种或多种；所述第一溶剂为无水甲醇。

3.根据权利要求1所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，所述有机配体溶液中的溶质为1,2-双(二苯膦)乙烷，溶剂为二氯甲烷，所述有机配体溶液的浓度为3～30g/l。

4.根据权利要求1所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，所述金源与所述有机配体溶液中的溶质的质量比为1：(1～10)。

5.根据权利要求1所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，所述1-金刚烷硫醇溶液的溶质为1-金刚烷硫醇，溶剂为二氯甲烷；所述1-金刚烷硫醇与所述金源的质量比为(1～10)：1。

6.根据权利要求1所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，所述还原剂为硼氢化钠，所述还原剂与所述金源的质量比为(2～10)：1；所述还原剂的冰水溶液的温度为-2～2℃。

7.根据权利要求1所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，所述提纯处理具体为：取下层紫色有机相用去离子水清洗5遍，在12000rpm下离心10min，取上清液，用正己烷分层。

8.根据权利要求1所述的异金属金铜簇合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：

9.一种异金属金铜簇合物，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。

10.一种如权利要求9所述的异金属金铜簇合物在荧光探针中的应用。

技术总结
本发明公开了一种异金属金铜簇合物及其制备方法与应用，方法包括步骤：将金源和铜源溶解于第一溶剂中，得到第一溶液；向所述第一溶液中加入有机配体溶液，得到第二溶液；向所述第二溶液中加入1‑金刚烷硫醇溶液，得到第三溶液；向所述第三溶液中加入还原剂的冰水溶液，进行提纯处理，得到所述异金属金铜簇合物。本发明通过采用一锅法合成异金属金铜簇合物，利用次级构建单元之间的缩聚反应，制得了具有确定尺寸和确定结构类型并且纯度高、稳定性好的异金属金铜簇合物，所述异金属金铜簇合物具有独特的能带结构和能级分布，能够发射出特定波长的荧光信号，具备良好的荧光标记和传感应用潜力。

技术研发人员：杨华艳,冯诚诚,石传化,农艳
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16