化學(xué)院劉培念教授課題組近年來(lái)在有機(jī)分子的表面反應(yīng)研究領(lǐng)域取得了一系列重要進(jìn)展。近日，《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》以“Stabilizing and Organizing Bi3Cu4 and Bi7Cu12 Nanoclusters in Two-Dimensional Metal-Organic Networks”（Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 4617–4621）為題報(bào)道了本課題組與香港科技大學(xué)物理系的林念教授課題組的最新合作研究成果。
結(jié)構(gòu)與化學(xué)計(jì)量可控的多核異質(zhì)納米金屬簇具有催化、磁性及光學(xué)性質(zhì)，應(yīng)用廣泛。但是其催化活性、電學(xué)以及光學(xué)活性取決于納米簇大小、結(jié)構(gòu)和化學(xué)計(jì)量比。因此，精確控制這些參數(shù)將會(huì)產(chǎn)生不同的功能以及相關(guān)應(yīng)用。盡管通過(guò)表面配位組裝的方法已經(jīng)合成出二維金屬-有機(jī)網(wǎng)格（two-dimensional metal-organic networks： MONs），但是到目前為止，大部分的MONs只具有單金屬中心，只有小部分的MONs擁有雙核、三核異質(zhì)金屬。而包含有多核異質(zhì)金屬簇的MONs則未見(jiàn)報(bào)道。
金屬Bi配位的MONs被理論預(yù)測(cè)為二維有機(jī)拓?fù)浣^緣體。我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)MONs模板精準(zhǔn)制備有序分布的Bi原子簇（ACS Nano, 2015, 9, 8547），但是與Bi配位形成的MONs未被報(bào)道。本研究工作發(fā)展了以含有Bi和Cu的多核異質(zhì)金屬簇為配位中心的MONs的制備。在Cu(111)表面，使用C3對(duì)稱、具有不同尺寸的吡啶配體合成了兩種含Bi的MONs二維材料。超高真空掃描隧道顯微鏡（UHV-STM）在原子分辨率下對(duì)所合成的MONs結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明：吡啶配體之間形成了Bi3Cu4和 Bi7Cu12兩種多核異質(zhì)金屬簇，而吡啶配體正是通過(guò)與這兩種多核異質(zhì)金屬簇配位實(shí)現(xiàn)聯(lián)結(jié)，生成MONs。而多核異質(zhì)金屬簇是通過(guò)Cu-吡啶的配位作用、金屬-金屬相互作用以及配位金屬與襯底的相互作用而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的。密度泛函理論（DFT）計(jì)算證實(shí)了所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本研究工作表明：表面上的金屬配位自組裝反應(yīng)能為多核異質(zhì)納米金屬簇的設(shè)計(jì)與合成提高新的策略。
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金與香港研究局（NSFC-RGC）聯(lián)合項(xiàng)目等的資助。