人物簡介臧雙全,鄭州大學學術副校長,國家杰出青年基金獲得者、全球高被引科學家、中原學者、英國皇家化學會會士、河南省自然科學一等獎獲得者、享受國務院政府特殊津貼,主持包括國家杰出青年基金項目、國家基金委重大研發計劃重點項目等多項重要科研項目。臧老師擔任中國化學會分子聚集發光專業委員會副主任委員、中國化學會晶體化學專業委員會副主任委員、中國化學會無機化學學科委員會委員、中國化學會超分子化學專業委員會委員、河南省化學會副理事長、Wiley出版社《Aggregate》期刊副主編、《中國化學快報》副主編、《Sci China Chem》期刊編委、ACS出版社《Crystal Growth & Design》期刊編委、《無機化學學報》編委。團隊發表系列高水平研究論文,包括Nat. Chem.,Natl. Sci. Rev.,Sci. Adv., Nat. Commun., JACS,Angew. Chem.,Adv. Mater.,Chem. Soc. Rev.等。所有發表論文被引用超過16000余次,H-index為70,參與撰寫3部英文專著。課題組主頁:https://www.x-mol.com/groups/zang-shuangquan-lab據課題組消息,截止到目前,臧雙全教授團隊今年已發表20多篇論文,其中6篇Angew 、3篇JACS、2篇Nature Communications!1Angew:取代基效應,實現原子團簇能級微調制,促進光催化析氫結構精確、活性優異的光催化制氫催化劑的合理設計和調控,制約著光催化制氫技術的發展。鄭州大學臧雙全、李思,濟南大學高廣剛等人將[MoOS3]2-單元引入到CuI簇中,形成一系列[Cu6(MoOS3)2(C6H5(CH2)S)2(P(C6H4-R)3)4]·的原子精確的MoVI-CuI雙金屬團簇,其具有較高的光催化析氫活性和良好的穩定性。通過表面配體的電子推拉效應,這些MoVI-CuI簇的最高占據分子軌道(HOMO)和最低未占據分子軌道(LUMO)水平可以被精細調節,從而提高了可見光驅動的H2析出性能。此外,負載在磁性Fe3O4載體表面的MoVI-CuI簇顯著降低了催化劑在收集過程中的損失,有效地解決了這種小簇基催化劑的回收問題。Substituent Effect to Fine-Tune Energy Levels of Atom-Precise [MoOS3]2??Modified Copper(I) Thiolate Clusters Boosting Recyclable Photocatalysis,,Angewandte Chemie International Edition,2023.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2023076782Angew:基于聚集誘導發射Cu(I)團簇組裝材料的光圓偏振發光膜鄭州大學臧雙全、李愷等人制備了一對手性銅(I)簇組裝材料(R/S-2),該材料在DMSO溶液中具有獨特的光響應特性和濃度-波長相關特性。將R/S-2與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基體結合,制備了首個光活化圓極化發光(CPL)薄膜,該薄膜的CPL信號(glum=9×10-3)可在紫外光照射下產生。此外,薄膜表現出可逆的光響應和極好的抗疲勞性能。機理研究表明,R/S-2溶液和膜的光響應特性是由R/S-2的聚集誘導發射(AIE)特性和光誘導脫氧過程決定的。該研究豐富了發光簇組裝分子的種類,為構建基于金屬簇的刺激響應復合材料提供了新的策略。Photo-Activated Circularly Polarized Luminescence Film Based on Aggregation-Induced Emission Copper(I) Cluster-Assembled Materials,Angewandte Chemie International Edition,2023.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2023010003Angew:單齒NHC配體穩定手性Au13團簇,高效圓偏振發光手性金納米團簇在手性傳感、不對稱催化和手性學等方面具有廣闊的應用前景。然而,具有晶體結構的對映純超原子均金團簇發出明亮的圓偏振發光(CPL)仍然是一個挑戰。鄭州大學臧雙全、司玉冰,西北大學韓英鋒等人設計了手性N-雜環碳化合物(NHCs),并首次對映選擇性地合成了一對單價陽離子超原子Au13簇。這種新的對映體簇簇具有準C2對稱核,并表現出CPL,在原子精度的金納米簇簇中,溶液態量子產率(QY)達到了前所未有的61%。DFT計算提供了圓二色性行為的見解,并揭示了CPL來自超原子Au團簇的起源。這項工作為利用手性NHC配體開發新型的同手性納米簇開辟了新的途徑。Highly Efficient Circularly Polarized Luminescence from Chiral Au13?Clusters Stabilized by Enantiopure Monodentate NHC Ligands,Angewandte Chemie International Edition,2023.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2022190174Angew:基于碘化銅簇的MOF微晶閃爍體,實現高性能動態X射線柔性成像X射線成像技術在許多領域取得了重要的應用,引起了廣泛的關注。實時觀察復雜材料內部結構的動態X射線柔性成像是X射線成像技術中最具挑戰性的一種,這需要高性能的X射線閃爍體,具有高X射線激發發光(XEL)效率以及優異的可加工性和穩定性。鄭州大學臧雙全、李愷等人介紹了一種具有聚集誘導發射(AIE)特征的大環橋接配體,用于構建基于碘化銅簇的金屬有機骨架(MOF)閃爍體。該策略使該閃爍體具有較高的發光效率和優異的化學穩定性。此外,在原位合成過程中,通過添加聚乙烯吡咯烷酮制備了規則的棒狀微晶體,進一步提高了閃爍體的發光強度和可加工性。該微晶體用于制備具有優異柔韌性和穩定性的閃爍體屏,可用于極端潮濕環境下的高性能X射線成像。High Performance Dynamic X-ray Flexible Imaging Realized Using a Copper Iodide Cluster-Based MOF Microcrystal Scintillator,Angewandte Chemie International Edition,2023.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2023081945Angew:多核鑭系配合物和銀團簇共晶的光致發光各向異性各向異性是晶體材料的固有特性。然而,有機金屬配合物共晶的光致發光各向異性尚未得到充分研究。鄭州大學臧雙全、馮鵬飛等人制備了多核鑭系配合物和Ag團簇共晶,晶體表現出明顯的光致發光各向異性。發射極化各向異性δ和激發極化度P分別為2.62和0.53。這種罕見的激發極化特性與晶體中發光分子的電躍遷偶極矩的規則排列有關。該設計為開發新型光致發光各向異性材料和擴大其應用范圍提供了參考。Photoluminescence Anisotropy in Eutectic Crystals of Polynuclear Lanthanide Complexes and Silver Clusters,Angewandte Chemie International Edition,2023.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2023056936Angew:多刺激響應發光手性雜化氯化銻防偽和加密應用刺激響應圓偏振發光(CPL)材料是信息反對抗應用的理想材料,但性能最好的材料尚未確定。鄭州大學臧雙全等人研究提出了對構雜化鹵化銻R-(C5H12NO)2SbCl5(1)和S-(C5H12NO)2SbCl5(2),顯示出鏡像CPL活性,不對稱因子為1.2×10-3。有趣的是,DMF誘導的結構轉變在暴露于DMF蒸氣后實現了非發射的R-(C5H12NO)2SbCl5·DMF(3)和S-(C5H12NO)2SbCl5·DMF(4)。加熱后轉變過程相反。DFT計算表明,DMF猝滅發光是由基態曲線和激發態曲線在構型坐標上的交點引起的。出乎意料的是,作者制備了手性鹵化銻1和2的納米晶體,并顯示出優異的溶液工藝性能。該系統在信息技術、防偽、加解密、邏輯門等方面有廣泛的應用。Multiple Stimuli-Responsive Luminescent Chiral Hybrid Antimony Chlorides for Anti-Counterfeiting and Encryption Applications,Angewandte Chemie International Edition,2023.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2023078757JACS:銅簇手性超結構之間的智能可逆變換,用于光學和熱力開關具有新的集成屬性的納米級團簇構成的超結構在高科技應用中具有廣闊的前景;然而,手性超結構仍然難以捉摸,并且在室溫下有限的簇間耦合效應阻礙了集成屬性的調控。鄭州大學臧雙全等人研究表明,從手性單體銅簇到兩對不同相的超晶體,吸收帶邊緣紅移超過1.3 eV,具有從可見光(572 nm)到近紅外(NIR, 858 nm)的光致發光和圓偏振磷光。這些超晶體在室溫下具有高達45%的近紅外量子產率,是夜視成像的原型。在溶劑和溫度的刺激下,發生了手性超晶到超晶的轉變,伴隨著高對比度的光學/手性開關。原位單晶X射線衍射(SCXRD)、穩態和時間分辨光譜以及響應實驗結合理論計算表明,距離敏感的團簇間軌道相互作用有助于特殊的集體光學響應。這種由亞納米級金屬團簇構建的手性超晶體具有新穎的手性響應,將在光學領域發揮重要作用。Smart Reversible Transformations between Chiral Superstructures of Copper Clusters for Optical and Chiroptical Switching,Journal of the American Chemical Society,2023.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c120558JACS:高壓下手性二維鈣鈦礦的手性相關結構轉變手性鈣鈦礦由于其在自旋電子和基于極化的光電器件中的潛在應用而引起了人們的廣泛關注。然而,手性有機銨和非手性無機骨架之間的結構手性/不對稱轉移機制仍然是模棱兩可的,特別是在極端條件下,因為手性鈣鈦礦和非手性鈣鈦礦之間的系統結構差異很少被探索。鄭州大學臧雙全、陳高松,中國科學院理化技術研究所吳雨辰等人成功合成了一對新的對映體手性鈣鈦礦(S/R-3PYEA)PbI4(3PYEA2+=C5NH5C2H4NH32+)和非手性鈣鈦礦(rac-3PYEA)PbI4。本文首次利用靜水壓力系統地研究了(S/R-3PYEA)PbI4和(rac-3PYEA)PbI4在結構演化和光學行為上的差異。Chirality-Dependent Structural Transformation in Chiral 2D Perovskites under High Pressure,Journal of the American Chemical Society,2023.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c125279JACS:基于簇的多用途發光金屬籠發光金屬有機籠是當代研究的熱點;然而,它們的合成設計至今仍然具有挑戰性。鄭州大學臧雙全、李思等人創造了金屬簇衍生的間隔器,其中發射的C3對稱Cu4簇有三個由苯炔基配體修飾的臂,這些配體末端被可伸縮的-COOH和具有定向配位能力的15- crown-5-醚基團功能化。通過頂點定向組裝,-Cooh功能化的簇基間隔器與Cu(I)xZn(II)2-x(COO)3節點以3+3模式協同組裝,形成發射型立方籠,隨后通過對節點進行合成修飾,形成另一個畸變立方籠。通過面取向,含15- crown-5-醚簇基間隔器在3+2模式下捕獲K+離子,形成一個八面體籠,其空相呈現雙發射峰,導致不同的刺激響應光致發光。這項工作為基于金屬簇的籠材料節點和間隔的集成提供了新的設計和合成策略,并為重要的傳感應用提供了發光金屬簇籠的原型。Predesigned Cluster-Based Spacers for Versatile Luminescent Metallacages,Journal of the American Chemical Society,2023.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c0129910Nat. Commun.:一種非熱解制備手段的全水分解Ni/Fe雙金屬電催化劑鄭州大學臧雙全、彭鵬等人通過無熱解途徑,開發了具有單原子活性位點的雙功能催化劑。從含有Fe位點的共軛框架開始,Ni原子的加入被用來削弱電化學生成的中間體的吸附,從而獲得更優化的能級和增強的催化性能。無熱解合成也保證了框架結構內形成明確的活性位點,為了解催化過程提供了理想的平臺。所制備的催化劑在酸性和堿性電解質中均表現出高效的電化學水分解催化能力。當電流密度為10 mA cm-2時,在0.5 M H2SO4和1 M KOH中析氫和析氧的過電位分別為23/201 mV和42/194 mV。該工作不僅開發了適用于廣泛pH環境的高效催化劑的開發,而且還為深入了解電化學水分解的機理提供了一個成功的模型催化劑展示。A pyrolysis-free Ni/Fe bimetallic electrocatalyst for overall water splitting,Nature Communications,2023.https://www.nature.com/articles/s41467-023-37530-911Nat. Commun.:卡賓穩定的對映純異金屬團簇,用于圓偏振OLED明亮和高效的手性幣金屬團簇在新興的圓偏振發光材料和二極管器件中得到了廣泛應用。迄今為止,具有對映純金屬簇的高效圓極化有機發光二極管(CP-OLEDs)尚未被報道。鄭州大學臧雙全、董喜燕,武漢大學謝國華等人通過合理設計多齒手性N-雜環碳(NHC)配體和模塊化構建策略,合成了一系列穩定性優異的對映純Au(I)-Cu(I)簇。配體的調制穩定了團簇的手性激發態,使熱激活的延遲熒光成為可能,從而在固態中產生最高的橙紅色光致發光量子產率超過93.0%,并伴有圓偏振發光。在此基礎上,制備了具有20.8%外量子效率的橙紅色CP-OLED原型。這些結果表明手性NHC配體具有廣泛的可設計性,可以穩定多金屬簇,從而在熱學應用中獲得高性能。Carbene-stabilized enantiopure heterometallic clusters featuring EQE of 20.8% in circularly-polarized OLED,Nature Communications,2023.https://www.nature.com/articles/s41467-023-39802-w