金属纳米团簇的表面，包括它们与金属氧化物的界面，表现出很高的反应活性，这在实际应用中很着迷。然而，这种高反应性也阻碍了结构明确的金属纳米团簇和具有暴露表面和/或界面的金属氧化物杂化的合成。

  原子级精确的贵金属(金、银、铂和钯)纳米团簇，因其独特的结构和电子状态而具有着强烈的依赖性，因此在所有的领域引起了慢慢的变多的兴趣。这些特性导致了广泛的应用，如催化、能量转换、传感、纳米电子学和生物标记。尽管典型的纳米团簇表面完全被有机配体覆盖，但开发表面暴露的金属纳米团簇对于利用其独特的表面结构的高度反应性至关重要。然而，它们的不稳定性往往会导致不利的聚集和/或分解。因此，这种纳米团簇的合成十分艰难，仅限于稳定的金纳米团簇及其合金。将金属纳米团簇沉积在金属氧化物支撑上被认为是一种有效的策略来抑制其不良聚集(图1a)。沉积在支撑上的金属纳米团簇还可以在界面上提供协同性质，例如控制电子状态、促进电子/质子转移和诱导光学性质，因此导致独特的催化和光催化性能。特别是，金属氧化物支撑上的银纳米团簇或纳米颗粒表现出卓越的催化性能，如氧化、还原、水合、羧基化和烷基化。因此，合成具有暴露银表面和与金属氧化物界面的原子级精确银纳米团簇，对于实现新颖的催化性能和其他应用具备极其重大意义。然而，尽管最近在使用有机保护配体合成银纳米团簇方面取得了重大进展，但这些材料的合成仍然很具有挑战性，尚未实现。

  多氧金属化物(POMs)是一种具有不一样结构和性质的阴离子金属氧化物团簇(通常为W6+、Mo6+、Mo5+和V5+)。特别是，具有反应性空位的链状POM可当作刚性的多齿配体，通过单步或多步与金属离子的反应来稳定各种多核金属-氧化物团簇。此外，POM已被用作各种金属纳米颗粒(直径通常大于2纳米)修饰的配体，尽管具有POM配体的原子级精确的贵金属纳米团簇仍然很少。研究者最近将链状POM应用于制造具有极高稳定性的原子级精确银纳米团簇(图1b)。由于POM具有酸碱性、氧化还原性和光化学性质，因此由POM稳定化的金属纳米团簇在催化剂开发和其他应用方面具有巨大的潜力，这些应用与由有机配体或传统金属氧化物支持的纳米团簇不同。然而，银纳米团簇的表面完全被多个POM单元覆盖，这限制了它们的活性。在这里，研究者设想利用刚性和大型POM来精确合成和稳定具有暴露表面的金属纳米团簇，以防止不良聚集。因此，研究者专注于利用环状POM [P8W48O184]40−({P8W48})中的大反应腔(直径约为1纳米)进行有序合成具有与金属氧化物界面的表面暴露银纳米团簇(图1c)。

  在这里，研究者报道了在被称为多氧金属化物的环状分子金属氧化物中有序合成结构明确的{Ag30}纳米团簇。这些{Ag30}纳米团簇具有暴露的银表面，但通过周围的环状多氧金属化物物种稳定，无论是在溶液中还是固态下。这些团簇经历了氧化还原诱导的结构转变，没有不良聚集或分解。此外，{Ag30}纳米团簇在温和反应条件下使用H2选择性还原几种有机官能团表现出高催化活性。研究者认为这些发现，将有利于离散合成由分子金属氧化物稳定并具有表面暴露的金属纳米团簇，这可能最终应用于催化和能量转换等领域。

  图3 环形POM空腔(Ag30’)内{Ag30}16+纳米团簇的分子结构和电子态。

  综上所述，研究者成功地在环状金属氧化物中合成了具有暴露银表面和与金属氧化物界面的原子级精确{Ag30}纳米团簇。这些新型材料产生了几个重要发现：(1)晶体学分析显示具有暴露银表面和与金属氧化物界面的原子级精确{Ag30}纳米团簇；(2)尽管存在暴露的银表面，但纳米团簇很稳定；(3)通过氧化还原反应实现了银纳米团簇的结构转变；此外(4)暴露于{P8W48}的{Ag30}和{Ag30}′表面和/或与{P8W48}的界面作为在温和反应条件下使用H2选择性还原有机底物的催化活性位点。这些根据结果得出有可能开发出利用其高度反应性的表面和界面的金属纳米团簇的新应用。研究者认为，这些使用环状POM腔室合成金属纳米团簇的办法能够应用于各种表面暴露的金属纳米团簇的合成，从而研究金属纳米团簇和金属氧化物支持的独特性质和应用。（文：水生）

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