厦门大学化学化工学院郑南峰教授课题组在铜纳米团簇的合成及利用金属团簇对纳米材料进行模型研究取得新的进展，相关结果“Hydride Stabilized Thiolated Cu25 and the Catalytic Hydrogenation of Ketone”发表于ACS Nano, 2019, 13, 5975-5986; DOI: 10.1021/acsnano.9b02052。
金属纳米团簇作为一种独特的纳米材料，因其独特的结构和性能而受到越来越多的关注，尤其是币金属纳米团簇，拥有新颖结构、性能的团簇不断的被报道，且相关应用也被不断地探索。相较于快速发展的Au和Ag纳米团簇，同样为币金属的Cu纳米团簇的研究较为滞后且方法局限。而在相似条件下合成并比较研究不同金属的相似物对纳米材料的设计、合成与应用都具有重要的指导意义，与此同时，金属纳米团簇作为结构精确的纳米颗粒，如何作为理想模型对纳米材料的催化等行为在分子尺度上进行理解还是该领域最具挑战性的课题之一。有鉴于此，厦门大学化学化工学院郑南峰教授课题组与于韦斯屈莱大学Hannu Häkkinen教授课题组合作，借鉴金银纳米团簇的合成，在温和条件下成功制备了“明星”团簇硫醇保护的“Au25/Ag25”的Cu类似物，Cu25。研究表明，Cu25具有不同于Au25/Ag25的结构，其中额外的氢负起到了至关重要的作用。而氢原子的确定往往只能利用中子衍射确定其位置，因此受到限制。本工作通过ESI-MS、低温单晶衍射、氢/氘核磁谱、键长分析结合理论计算，建立了一套简便通用的Cu-H纳米团簇的研究方法，摆脱中子衍射的条件限制。随后的应用研究显示，该团簇可在较为温和的条件下利用氢气催化酮加氢得到相应的醇。鉴于该团簇的精确结构，将理论计算和实验相结合，在分子尺度上揭示了铜-氢团簇催化酮选择性加氢的机制，明晰了活性位点及催化路径。
本工作由郑南峰、Hannu Häkkinen教授指导，由博士后孙存发和Nisha Mammen等合作完成。研究工作得到国家重点研发计划基金（2017YFA0207302），国家自然科学基金（21731005、21420102001、21801212、 21721001）等项目支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b02052
