納米金催化因其特有的反應條件溫和，目標產物選擇性高等特點，成為近年來催化學科備受關注的熱點研究領域。不同于傳統納米金催化劑，粒徑小于2nm 的硫醇配體保護的金納米簇具有精確的原子數目和類分子的、分立的能級結構。金納米簇獨特的電子性質令其在催化選擇氧化和還原等反應中展現出優良的催化性能。然而，金納米簇中固有的硫醇配體在穩定Au 納米簇結構、保持其小粒徑的同時，不利于金催化中心上反應的進行。因此，去除硫醇配體保護劑，同時抑制Au 納米簇的團聚，是獲得高效金納米簇催化劑的前提。
催化劑合成過程示意圖及相應的高角環形暗場掃描透射電鏡圖: a) Au25(SG)18@ZIF-8 (Au25(SG)18組裝入ZIF-8框架內部) ；b) Au25(SG)18/ZIF-8 (Au25(SG)18浸漬在ZIF-8外表面)
利用多孔載體負載是一種有效抑制納米粒子團聚，同時獲得具有特殊選擇性和抗中毒能力金屬催化劑的有效途徑。我校化學學院石建英副教授課題組以ZIF-8為載體，基于金納米簇表面硫醇配體中羧基與鋅離子的配位相互作用，成功實現了Au25(SG)18納米簇在ZIF-8主體框架內部和外表面的可控組裝。合成的Au25(SG)18@ZIF-8和Au25(SG)18/ZIF-8催化劑具有與主體ZIF-8相當的熱穩定性及孔結構；基于框架內外Au25(SG)18與ZIF-8 載體間主客體相互作用的不同，實現了金納米簇發光性質的調控；在Au25(SG)18@ZIF-8 催化4-NP 還原反應中，ZIF-8 主體賦予Au 納米簇獨特的尺寸選擇性。結合雜原子摻雜的金納米簇Aun-xMx(SR)m (M= Pd, Pt, Ag,Cu)的多樣性，以及大量氨基和羧基配位的MOF 載體，本項目發展的策略開辟了多功能MOF 基材料合成的新途徑，在吸附、催化、生物成像以及傳感等領域具有潛在的應用前景。
相關研究成果發表在知名學術刊物《Adv. Mater.》 ( Yucheng Luo, Shiyan Fan, Wenqian Yu, Zili Wu, David A. Cullen, Chaolun Liang, Jianying Shi,*and Chengyong Su. Fabrication of Au25(SG)18–ZIF-8 Nanocomposites: A Facile Strategy to Position Au25(SG)18Nanoclusters Inside and Outside ZIF-8. Adv. Mater., 2018, 30 (6), 1704576）。
該研究工作得到了“973”計劃項目、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、廣州市科技計劃項目等項目的資助，以及美國橡樹嶺國家實驗室納米材料科學中心，中山大學生物無機與合成化學教育部重點實驗室和Lehn功能材料研究所的大力支持。
論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201704576/full
