福建物構所鈦氧團簇能帶調控研究取得新進展

　　鈦氧化物半導體光催化材料在清潔能源及有機污染物降解方面具有十分廣泛的應用，但是由于其禁帶寬度較大，只能受紫外光激發，對太陽能的利用效率較低，因此如何調控此類材料的能帶結構以增強可見光吸收是該領域的關鍵科學問題。

　　中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員張健和張磊領導的無機合成化學團隊，在科技部“973”計劃、國家基金委“無機-有機雜化功能材料”創新群體、中科院“新興與交叉領域”項目和國家杰出青年基金資助下，通過有機配體和過渡金屬離子修飾成功實現了晶態鈦氧簇合物能帶結構調控。他們采用團簇分子活性配位點的思想，用有機膦酸配體組裝了一個結構非常穩定的{Ti6P2}簇，該簇核兩側各具有三個活性配位點，在保持{Ti6P2}簇核不變的前提下，成功引入了十四種不同含氧有機配體對其進行了修飾，并發現有機官能團的吸電子效應可以有效降低這一鈦氧簇的禁帶寬度。另外，該研究團隊還通過引入異煙酸或四氮唑乙酸這類吡啶-羧酸雙功能配體，把過渡金屬離子引入到{Ti6P2}結構中并通過配位鍵將其連接成擴展結構，通過調控其中過渡金屬離子的配位環境，成功將該簇核吸收峰紅移到可見光區。

　　這一系列工作發表在Angew. Chem. Int. Ed. (2016, DOI: 10.1002/anie.201510455；frontispiece)。審稿人高度評價該研究工作是鈦氧化物固態化學里一個有趣的研究起點（“This is an interesting starting point with some similarities to the solid state chemistry of titanium oxides”）。

　　此前該研究團隊合成了世界上首例富勒烯型鈦氧團簇（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2556），并實現了鈦氧團簇負載型金屬有機框架薄膜的制備（ACS Nano 2016, 10, 977）。目前正針對新型鈦氧團簇的合成和功能應用做更深入的研究探索。