中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（SHMFF）是国家“十一五”重大科技基础设施，由中国科学院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学共建，各项任务依托强磁场科学中心开展。装置于2017年通过国家验收，验收专家组一致认为，SHMFF“磁体技术和综合性能达到国际领先水平... 更多简介 +
近日，稳态强磁场实验装置(SHMFF)用户安徽大学李漫波教授课题组通过调控pincer配体的链长，实现了具有催化活性的金属团簇结构异构体的合成，阐明了团簇异构的根源。依托SHMFF所属电子自旋共振（ESR）进行超氧自由基阴离子（O2•¯）的检测，为催化机理的原位表征提供了关键支撑。相关研究成果以“Extending Chain Length of PNP Pincer Ligands Triggers Catalytic Activity of Gold–Copper Nanoclusters in Aerobic Oxidations”为题发表在化学领域顶级期刊Angewandte Chemie International Edition。
金属团簇尺寸小、活性位点丰富，是研究催化剂构效关系的理想模型。特别是其独特的结构异构现象为解析纳米催化剂构效关系提供了重要思路，但定向合成具有催化活性的团簇异构体极具挑战。
基于此，研究团队通过调控配体链长，利用仅相差一个亚甲基的两种PNP型pincer配体（2C-PNP与3C-PNP），成功制备了组成相同但结构迥异的Au10Cu6团簇（2C‑Au10Cu6与3C‑Au10Cu6），并对这种依赖于配体链长的结构异构现象开展了深入研究。研究证实，二者因金属内核Au/Cu原子换位及表面配体排布差异产生结构异构。理论计算表明，配体链长诱导的异构行为由热力学稳定性主导。Au10Cu6团簇的结构异构带来了显著的性能差异，垂直电离能更低的3C‑Au10Cu6电子转移与氧气活化性能更突出。ESR测试结果证实，3C‑Au10Cu6可在无光照条件下活化O2并生成超氧自由基阴离子（O2•¯）；而在相同条件下，2C‑Au10Cu6未表现出明显的氧气活化行为。正因上述特性，3C‑Au10Cu6团簇可在温和条件下高效驱动氧化反应，能高效催化醇类、2,3‑二取代吲哚以及苯乙醛衍生物的氧化，该催化体系兼具优异的底物普适性与高转化数（TON）。
该工作验证了配体链长调控策略可以实现原子精确金铜纳米簇的可控异构化，为同类金属纳米催化剂的原子尺度改造提供可借鉴的实施路径。这项研究进一步说明金属纳米簇的结构异构现象可以直接驱动催化性能产生巨大差异，突破仅依靠组分调控催化效果的固有认知，对后续定向设计、开发具备催化功能的金属纳米簇异构体有重要参考价值，也为理解异相催化材料的构效关系补充新的实验依据。
（论文链接：Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e3126258，https://doi.org/10.1002/anie.3126258）
图1.（a）金属‑pincer团簇独特的双配位模式与三配位金属‑pincer配合物的对比，（b）通过调控pincer配体的配体链长，构筑金属‑pincer团簇结构异构体Au10Cu6。颜色标注：Au = 粉红色；Cu = 绿色；N = 蓝色；P = 青绿色；O = 红色；C = 灰色。为清晰起见，省略氢原子与氯原子。
图2 .通过ESR检测 3C‑Au10Cu6(a)与2C‑Au10Cu6(b)纳米团簇中活性氧物种
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