三篇Angew：带你了解量子点

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量子点又可称“半导体纳米晶”，是一种纳米级别的半导体，通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，而发出的光的频率会随着这种半导体的尺寸的改变而变化，因而通过调节这种纳米半导体的尺寸就可以控制其发出的光的颜色，由于这种纳米半导体拥有限制电子和电子空穴的特性，这一特性类似于自然界中的原子或分子，因而被称为量子点。

1. 1. Angew：有机聚合物量子点光催化CO ₂ 还原

通过价格合理的高活性催化剂进行CO ₂ 转化为高附加值燃料有助于实现碳中和。 有鉴于此，乌普萨拉大学田海宁等发展了一种聚合物量子点，量子点的成分为聚[(9,9′-二辛基芴-2,7-二基)-(1,4-苯并噻二唑)]（PFBT），无需加入助催化剂，进行溶液相的光催化还原CO ₂ 生成CO，实现100 %选择性和 57 μmol g ^-1  h ^-1 的产率。

本文要点

要点1.   进行5圈CO ₂ 重复光催化实验，发现CO的产量和反应速率没有衰减，说明PFBT量子点光催化剂的光催化还原CO ₂ 前景。

要点2.  反应机理研究说明光激发的PFBT量子点首先被TEOA还原，随后被还原的PFBT量子点与CO ₂ 分子结合，通过本征催化活性位点将CO ₂ 还原为CO。这项工作展示有机聚合物量子点具有光催化溶液相还原CO ₂ 的前景，有助于发展环境友好的高效CO2还原光催化剂。

参考文献：

Bin Cai, Martin Axelsson, Shaoqi Zhan, Mariia V. Pavliuk, Sicong Wang, Jingguo Li, Haining Tian, Organic Polymer Dots Photocatalyze CO2 Reduction in Aqueous Solution, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202312276

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202312276

2. Angew：量子点成核前团簇的形成机制和演化规律

溶质在溶液中成核生长为固体，其成核前阶段的机理研究是一个长期挑战。在胶体半导体QD领域，QD成核前的化学是“0到1”的基础科学问题。四川大学国家生物医学材料工程研究中心/原子与分子物理所余睽教授团队在化学领域权威期刊Angew. Chem. Int. Ed. 发表关于碲化镉（CdTe）量子点（QD）成核前团簇形成与演化的研究工作，专注于挑战这一基础科学问题，发现在QD成核前有团簇的生成，并深入探索了其形成机制和演化规律。这一原创性的基础研究成果，推进了团簇的精准构筑，为QD的材料合成奠定了新的科学基础。

本文要点

要点1.  胶体半导体QD的成核生长遵循非经典多步成核路径模型，II-VI金属（M）和硫族（E）前驱体化合物在成核前，通过自组装和M-E共价成键在胶束中的生成，形成在原子空间排布相对无序的团簇。该团簇在一定条件下会异构化为有序的幻数团簇（magic-size cluster, MSC）。该无序团簇是MSC的前驱化合物（precursor compound, PC），PC和MSC互为同分异构体，具有相同的无机核组成与不同的结构。在紫外-可见吸收光谱中，PC相对光学透明，MSC具有特征吸收信号。PC的能量稍高，反应活性较大，通常是PC而不是MSC发生反应。因此，MSC-a到MSC-b的转变，大都是通过MSC-a到PC-a，到PC-b，到MSC-b的过程，吸收光谱表现为不连续的移动（如红移）。

要点2.  有序MSC是无序团簇PC的异构化产物，这是一个颠覆性（disruptive）概念。研究团队进一步颠覆性地提出，在合成CdTe QD反应成核前的阶段（< 100 ℃），PC会异构化。当25、45或80 ℃的样品分散在室温环己烷（CH）和辛胺（OTA）的混合溶液中，紫外-可见吸收光谱有MSC-371、MSC-417和MSC-448的特征吸收信号。PC-371在25 ℃时形成，在45 ℃异构为PC-417，在80 ℃异构为PC-448。

参考文献：

Tinghui Wang, Zhe Wang, Shanling, Wang, Xiaoqin Chen, Chaoran Luan， Kui Yu， Thermally-Induced Isomerization of Prenucleation Clusters During the Prenucleation Stage of CdTe Quantum Dots，Angew. Chem. Int. Ed., 2023

DOI: 10.1002/anie.202310234

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202310234

1. 3. Angew：打破合成PbS量子点油墨的尺寸限制实现高效红外光应用

参考文献：

Y., Liu, Y., Gao, Q., Yang. et al. Breaking the Size Limitation of Directly-Synthesized PbS Quantum Dot Inks Toward Efficient Short-wavelength Infrared Optoelectronic Applications. Angewandte Chemie 62, 17, e202300396.（2023）

DOI：10.1002/anie.202300396

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202300396

王老师

198 2262 5523