配体保护的金属纳米团簇为研究光氧化还原催化提供了理想平台，其核心挑战是平衡其稳定性和催化活性。
2024年11月7日，安徽大学李漫波教授、张胜副教授团队在Nature Communications期刊发表题为“Photosynthesis of Au8Cu6 nanocluster for photocatalysis in oxidative functionalization of alkynes”的研究论文，赵燕副教授、朱泽敏、青年教师范维刚为论文共同第一作者，张胜副教授、李漫波教授为论文共同通讯作者。
该研究采用光化学还原-氧化级联方法合成了具有坚固结构和活性表面的Au8Cu6纳米团簇。在氧化条件下，研究了Au8Cu6光氧化还原催化炔烃功能化的活性。基于精确结构的机理研究揭示了Au8Cu6纳米团簇的催化过程。根据氧化剂对Au8Cu6催化的选择性，开发了高效合成单官能化和双官能化产品的化学衍生物。该研究成果将激发更多关于金属纳米团簇合成和催化的研究。
DOI：10.1038/s41467-024-54030-6
研究团队专注于构建功能金属纳米团簇，用于催化有机转化。最近，研究人员开发了一种光化学方法，用于从二硫化物中合成原子精度的金属纳米团簇。揭示了该合成路线的还原-氧化级联机制，与传统的两步还原合成金属纳米团簇有很大不同。得益于该工艺，合成的纳米团簇在光照射和氧化条件下具有很高的结构稳定性。受这些成果的启发，研究人员设想通过光化学途径合成金属纳米团簇并将其应用于光催化的可能性。该研究实现了这一设想，并合成了一种AuCu合金纳米团簇，该纳米团簇具有稳定的结构，表面有形式上完全+1带电的金原子和铜原子。丰富的活化位点和高稳定性使该纳米团簇在氧化条件下具有催化炔烃功能化的性能。
总之，该研究采用光化学还原-氧化级联方法合成了Au8Cu6纳米团簇，该纳米团簇具有高耐光照射性，且表面完全是+1带电金属原子的特征。该纳米团簇具有高催化活性、可切换选择性和催化剂可回收性，可实现炔烃的高效氧化功能化。在O2和TEMPO的氧化作用下，分别选择性地获得了单官能化的炔基膦酸盐和双官能化的烯基膦酸盐。深入的机理研究揭示了选择性的起源。研究人员期望Au8Cu6的光合成和光催化将激发更多关于金属纳米团簇催化的研究，从而引发高效的有机转化。
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■量子化学QC计算：静电势、偶极矩、布居数、轨道特性、自旋密度、Fukui函数；激发态、跃迁偶极矩；氢键、π-π堆积、疏水作用力；过渡态、反应能垒、反应机理；红外、拉曼、荧光、磷光、核磁谱、圆二色谱等
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■有限元FEM仿真：结构仿真（接触分析、非线性分析、振动/疲劳/传热/裂纹/碰撞分析）；电磁仿真（电场、磁场、电磁耦合、磁热耦合、射频微波）；流体仿真（多相流体、组分运输、流体传动、相变）；光学/声学仿真相关
