金属拉定仪

研究背景凭借着多样化结构和丰富的化学特性，新型内嵌金属富勒烯的合成和结构与性质研究已成为一个热点问题。利用富勒烯笼子封装更多种类和数量的金属物种成为科学家不断努力的目标。然而，在一个碳笼中封装更多正电性的金属原子意味着更多的库仑斥力，这使得这种内嵌金属富勒烯 (EMFs) 的形成变得困难。　　一般来说，非金属原子(如氮原子和氧原子)，可以作为形成内嵌三金属或四金属富勒烯的“媒介体”而被引入。然而，金属原子是否能作为“媒介体”来封装到更多内嵌金属团簇的 EMFs 中仍然是未知的。　　研究内容近日，南开大学孔祥蕾副教授在前期工作的基础上，带领其研究团队采用激光烧蚀质谱实验产生了一种以单个铂原子作为金属“媒介体”的内嵌金属富勒烯 La3Pt@C98 ，并用密度泛函 (DFT) 计算的方法进行了理论解释。　　在该工作中，La3Pt@C2n (2n = 98–300) 的 EMF 是通过激光在气相中烧蚀的方法产生的，并通过质谱法进行了验证。其中，最小尺寸的内嵌金属富勒烯 La3Pt@C98 被选中并通过理论计算进行研究。▲Back cover图. 铂原子可以作为一种介质在激光烧蚀的过程中形成内四金属嵌富勒烯。内部呈金字塔形的 La3Pt 金属团簇是通过4c–2e键稳定的。　　研究结果显示，两个最稳定的异构体为 La3Pt@C2(231010)-C98 和 La3Pt@C1(231005)-C98。对于这两种异构体，内部的 La3Pt 金属团簇呈现出金字塔形状，与之前报道的 La3N 团簇的平面三角形形状不同。　　进一步的 DFT 量化计算证明了在 La3Pt 团簇中存在包裹的 La–Pt 键。理论计算结果呈现出，负电性的 原子位于四中心二电子 (4c-2e) 金属键的中心附近，且该轨道具有最高的占据数。铂介导的团簇极大地稳定了 EMFs ，并有望成为一类可制备的新型内嵌金属富勒烯物种。　　该成果以“Structure and Bonding Properties of the Platinum-Mediated Tetrametallic Endohedral Fullerene La3Pt@C98” (《铂介导的内嵌四金属富勒烯 La3Pt@C98 的结构与成键特性》) 为题，发表在英国皇家化学会期刊 Dalton Transactions 上，并入选为期刊封面文章 (back cover)。　　论文信息Structure and Bonding Properties of the Platinum-Mediated Tetrametallic Endohedral Fullerene La3Pt@C98　　Yameng Hou, Lei Mu, Sijin Zhou, Yicheng Xu and Xianglei Kong*(孔祥蕾，南开大学)　　Dalton. Trans., 2023, 52 , 7021　　https://doi.org/10.1039/D3DT00681F　　作者简介　　侯亚蒙 硕士研究生 南开大学　　本文第一作者，南开大学孔祥蕾团队在读硕士研究生，期间主要从事氨基酸分子团簇光解离质谱及结构研究、新型内嵌金属富勒烯的结构研究及制备等工作。以第一作者在 J. Phys. Chem. Lett. 等刊物上发表 SCI 论文 3 篇。孔祥蕾 副教授 南开大学　　本文通讯作者，南开大学副教授，主要从事新型内嵌金属富勒烯、气相分子团簇与原子团簇的新结构、紫外-红外光解离光谱、质谱新方法等方面研究工作，已发表论文 130 余篇。　　课题组介绍南开大学孔祥蕾课题组，自 2011 年由孔祥蕾副教授创立以来从事质谱分析与团簇科学相关研究。研究侧重“新型内嵌金属富勒烯”、“原子与分子团簇新结构”、“紫外-红外光解离质谱-光谱、以及质谱新方法与新仪器的研究”等工作。组内营造自由平等的学术探讨、合作共赢的学术氛围，鼓励同学们在进行科研与学习的同时，体会到研究本身的快乐，欢迎化学相关专业的同学报考!!

近期，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮课题组的杨良保研究员等人在阐明单个的各向异性的金微米片上拉曼增强与光催化活性之间关系的研究上取得新进展。相关成果已发表在《欧洲化学》杂志上。该研究对于理解SERS活性纳米结构的增强机制和等离子体有关的催化效应具有重要的意义。 　　各向异性贵金属微纳结构因其独特的尺寸依赖效应和形状依赖效应，成为了越来越多的研究领域的热点，逐渐应用于光学、催化等领域。但是，在如何克服化学效应的贡献并获得分子层面信息的同时，阐明贵金属结构上的拉曼散射和光催化活性之间的关系，仍然是一个巨大挑战。 　　研究人员刘洪林博士等人通过简单的方法合成了纳米厚度的金微米三角片和六角片，并直观地展示了这些结构不同位置上拉曼信号和光催化活性之间关系。通过等离子体光催化敏感分子的结构的变化，利用其SERS信号峰相对强度的变化，成功刻画了金微米片角、边、面上不同位置的光催化活性的可视画面，排除了常规研究中浓度效应和分子覆盖度差异的问题。 　　研究结果表明，金微米片上特定位点分子吸附数目的增加，并不必然导致更高的光催化转化率，而是与其等离子体共振强度、电磁场强度密切相关，这与理论模拟的结果一致。相关研究策略排除或者弱化了等离子体局域热效应，也在一定程度了成功克服了浓度差异效应和化学贡献效应在贵金属等离子体光催化中的作用，清晰的刻画了等离子体共振强度相关的催化特性。 　　该研究工作得到了科技部重大科学研究计划纳米专项项目&ldquo 应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究(2011CB933700)&rdquo 以及国家重大科学仪器设备开发专项子任务&ldquo 动态表面增强拉曼光谱技术用于农药残留检测&rdquo 和&ldquo PERS仪器在环境污染物检测领域中的应用&rdquo (2011YQ0301241001 & 2011YQ0301241101)等项目的支持。 　　 合肥研究院阐明各向异性贵金属微纳结构的拉曼增强和光催化活性之间的关系

据最新研究报道，到2027年，全球手持式化学和金属探测器市场预计将从2022年的23亿美元增至41亿美元，2022 年至2027年的复合年增长率为12.4%。而推动市场增长的主要因素包括化学和爆炸物恐怖主义的威胁日益增加，以及世界各国政府越来越重视实施严格的法规以确保人类和环境安全。拉曼光谱预计在预测期内以最高复合年增长率增长拉曼光谱是广泛使用的检测技术之一。根据缉获毒品分析科学工作组(SWGDRUG)的说法，基于拉曼光谱的仪器或设备是一种分析技术，对毒品具有最高的潜在检测和鉴别能力(A类分析技术)。此外，基于拉曼光谱的手持式检测器提供快速响应、易于操作，并通过扫描包装材料有效识别化学品、爆炸物和麻醉品，而不会干扰样品，从而最大限度地减少对操作员的暴露——保持第一响应者和社区更安全。由于这些好处，拉曼光谱技术有望在预测期内主导市场。在预测期内，毒品检测应用预计将以最高复合年增长率增长根据联合国毒品和犯罪问题办公室(UNODC)的《2021年世界毒品报告》，在过去的二十年里，大麻的效力在世界某些地区翻了两番。从2010年到2019年,吸毒人数增加了22%,吸食大麻的人数增加了近18%。此外，大多数国家报告说大麻的使用有所增加。预计在预测期内，毒品或麻醉品使用量的增加将增加对用于毒品检测的手持式探测器的需求。到2027年，预计北美将占据整个市场的最大份额北美在2021年占据手持式化学和金属探测器市场的最大份额，预计在预测期内将主导市场。这种主导地位是由于其强大的最终用户基础，包括执法机构和法医部门、海关和边境安全人员、军队和国防军、机场和制药行业。这些最终用户需要手持式化学、爆炸物、麻醉品和金属探测器，以安全检测化学品、爆炸物和优先药物。据NBC新闻报道，加州的国家森林是该国80-85%的非法大麻种植地。毒贩将数百万加仑的水改道种植，并引发了几场大火。此外,在农作物上大量使用杀虫剂正在危及野生动物、供水和人类。手持式探测器可帮助森林官员检测这些危险化学品和药物，并保护森林免受野火的影响。而且，该地区还拥有众多化学、爆炸物、麻醉品和金属探测器制造商，包括OSI Systems, Inc. Teledyne 技术公司 赛默飞世尔科技公司；安捷伦科技公司和908设备公司。