近日，教育部“双带头人”党支部书记工作室-电化学教工党支部陈嘉嘉同志带领团队成员在巨型钼蓝团簇的电催化自组装机理研究领域取得重要进展，相关研究成果以“Revealing the Electrocatalytic Self-Assembly Route from Building Blocks into Giant Mo-blue Clusters”为题发表在Journal of the American Chemical Society上（DOI: 10.1021/jacs.3c09344）。

自下而上的自组装可以实现从建筑块自发组装成更大的、结构明确的各种规模的复杂结构和材料，可定向合成能源材料、生物超分子、电子存储等领域所需的功能材料。其中，巨型无机钼蓝团簇被认为是具有最高复杂程度的无机聚集体结构之一。然而，由于缺乏工况的表征手段，当前对于钼蓝完整的组装路径仍然没有明确的论述。

针对这一问题，陈嘉嘉教授团队利用工况拉曼手段，表征了钼酸根前驱体在酸化条件下的结构演化路径，并进一步设计了流动液相电化学合成体系，首次实现了无机巨型团簇的流动电化学合成。工况电化学拉曼表征结果表明，{Mo₃₆}和{Mo₃(SO₄)}_n分别是形成{Mo₁₅₄}和{Mo₁₀₂}团簇必要前驱体。结合电化学流动合成条件下的电压曲线和拉曼信号的变化情况，研究团队利用电喷雾质谱，首次发现了H⁺/e^-对的注入会促进前躯体{Mo₃₆}和{Mo₃(SO₄)}_n解组装并生成热力学稳定的中间体{Mo₅}和{Mo₅(SO₄)}五边形片段，并进一步促进钼蓝的自组装。动力学分析表明，{Mo₁₅₄}和{Mo₁₀₂}团簇的组装分别经历了自催化自组装和连续催化组装过程。该项工作完善了从单核钼酸根到巨型钼蓝团簇的完整组装途径，对于揭示这些巨型团簇的自组装行为具有重要意义。

该工作是在陈嘉嘉教授的指导下完成。我院2019级博士生李科为论文的第一作者，2023级博士生张曙、2022级博士生朱凯玲、博士后崔丽萍、杨乐参与了部分工作。该研究工作得到了国家重点研发计划项目（2021YFA1502300）和国家自然科学基金（NSFC、22021001、22272143、21975211）的资助。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c09344