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硫醇保护的金银纳米团簇的合成与表征
近年来，金、银纳米团簇已经成为一类备受关注的新型纳米材料，其中小分子硫醇保护的金、银纳米团簇因其结构紧凑、稳定性高等特性，成为研究和应用领域的热点。本文旨在介绍硫醇保护的金、银纳米团簇的合成与表征方法以及其在纳米材料领域的应用前景。
一、合成
硫醇保护的金、银纳米团簇合成通常采用还原法，见图1所示。首先将金、银离子与硫醇混合，并在还原剂的作用下，形成硫醇保护的金、银纳米团簇。
图1硫醇保护的金、银纳米团簇合成示意图
具体来讲，硫醇分子中的-SH基团可以与金、银离子表面上的金、银原子形成化学键，并封锁这些金、银原子的表面，从而防止它们继续聚合成较大的颗粒。还原剂的加入可以在发生氧化还原反应的同时，促进金、银纳米团簇的形成。
在合成金、银纳米团簇的过程中，硫醇分子的种类和浓度以及还原剂的种类和浓度等参数均会影响纳米团簇的形貌、粒径和分散性等性质。因此，不同的条件下可合成出具有不同特性的硫醇保护的金、银纳米团簇，例如长短不一的纳米棒、立方体、多面体等形貌，粒径介于1-10nm之间，表面组成复杂，包括硫醇基团、金、银原子等。
二、表征
合成得到硫醇保护的金、银纳米团簇后，需要对其进行表征，以确定其形貌、大小、晶体结构等信息。下面介绍几种常用的表征方法：
1.透射电子显微镜(TEM)
TEM是目前最常用的金、银纳米团簇形貌和粒径分布的表征方法。通过TEM观察样品的颗粒形貌、大小和组成等，可以得到精确的纳米团簇直径和形貌等信息。
2.高分辨透射电镜(HRTEM)
HRTEM可以提供更高分辨率的纳米团簇结构信息。通过HRTEM还可以确定核心-壳结构、界面原子结构、催化物质分子结构等。
3.紫外-可见吸收光谱(UV-vis)
UV-vis是表征纳米团簇表面等离子体共振吸收峰的方法，峰位置对应颜色，强度对应颜色的深浅。利用UV-vis可以得到纳米团簇表面等离子体吸收峰的特征，进而推断出纳米团簇的尺寸和分散性等。
4.X射线衍射(XRD)
XRD可以用来确定金、银纳米团簇的晶体结构、晶粒尺寸和取向等信息。XRD分析的结果还可以确定团簇表面的化学组成和结构。
三、应用前景
硫醇保护的金、银纳米团簇具有相对稳定的结构，具有很高的热稳定性和光稳定性，因此，它们被广泛应用于以下领域：
1、催化剂：金、银纳米团簇因其特殊的结构，显示出良好的催化性能。金纳米团簇催化剂被广泛应用于有机合成、氧化还原反应、CO氧化等反应中，银纳米团簇则被应用于电化学氧化、光化学催化等领域。
2、生物医药：金、银纳米团簇具有较高的生物相容性和生物可降解性，因此用于生物标记、药物传递、生物传感等领域。
3、光电学：金、银纳米团簇可在表面等离子体共振(SPR)现象下产生局域电场效应，提高了光电探测、表面增强拉曼光谱(SERS)、太阳能电池等应用的效率。
总之，硫醇保护的金、银纳米团簇是一类具有潜力的纳米材料，具有广泛的应用前景。未来，进一步优化合成方法以获得更好的纳米团簇分散性和性能，将会有助于发展更多的应用领域。