第一作者：ong>Viveka K. Kulkarni

通讯作者：Cao-Thang Dinh, Tatsuya Tsukuda, Hannu Häkkinen, and Cathleen M. Crudden*

通讯单位：Queen’s University

研究内容： 

原子精确的氢化物金纳米团簇非常罕见，但由于其在催化方面的潜在应用而引起了人们的兴趣。通过分子前驱体的优化，我们制备了一个前所未有的N -杂环卡烯稳定氢化物金纳米团簇[Au₂₄(NHC)₁₄Cl₂H₃] ³⁺。该团簇由两个Au₁₂核组成的二聚体，每个Au₁₂核采用一个缺少一个顶点的二十面体形状。两个核通过三角形的面连接在一起，三角形面被总共三种氢化物所覆盖。通过电喷雾电离质谱和核磁共振光谱检测氢化物，并通过密度泛函理论计算支持它们的位置桥接6个不配位金位点。该Au₂₄H₃簇在二氧化碳电催化还原中的反应性得到了验证，并与相关催化剂进行了基准测试。

要点一：

在分子NHC-Au前体中简单地替换一个辅助配体会产生完全不同的纳米团簇。这种NHC稳定的Au纳米团簇由两个不完整的Au₁₂二十面体和三个桥接氢化物配体组成。

要点二：

这一独特的团簇在二氧化碳电催化还原为一氧化碳的过程中具有较高的持续活性和较高的法拉第效率。

图1：不同NHC稳定的Au团簇的产生取决于辅助配体(卤化物或吡啶)。(A)使用卤化物配体得到典型的Au₁₃簇，而(B)不稳定的辅助配体导致氢化物桥接Au₂₄簇。

图2: (A)团簇2的制备;(B) 团簇2在乙腈中的紫外可见吸收光谱:粗反应混合物(淡蓝色)，层析团簇纯化(蓝色)。插图显示了Au₁₃团簇的紫外可见吸收光谱，以供比较。

图3：(A) [2][TFA]₃的分子结构，由单晶x射线晶体学测定，为清楚起见，省略了氢原子和TFA阴离子。(B)省略含NHCs的Au₂₄金属芯。(C) Au₂₄金属核心的另一种观点。颜键:黄色= Au，绿色= Cl，灰色= C，蓝色= N。

参考文献

Viveka K. Kulkarni, Behnam Nourmohammadi Khiarak, Shinjiro Takano, Sami Malola, Emily L. Albright, Tetyana I. Levchenko, Mark D. Aloisio, Cao-Thang Dinh, Tatsuya Tsukuda, Hannu Häkkinen, Cathleen M. N‑Heterocyclic Carbene-Stabilized Hydrido Au₂₄ Nanoclusters: Synthesis, Structure, and Electrocatalytic Reduction of CO₂. J. Am. Chem. Soc. 2022. DOI: 10.1021/jacs.2c00789