金属纳米团簇（NCs）因其可调且原子精准的组成结构引起人们的广泛关注，在催化、传感、光电、生物医学等领域具有潜在的应用前景，但第10族金属纳米团簇的研究相较于第11族金属纳米团簇的研究明显滞后。Pt作为一种极其重要的工业催化剂（如燃料电池催化剂），尚没有精准结构的Pt NCs未经煅烧用于催化的报道。先前的研究表明，约1 nm尺寸的Pt纳米颗粒相较于更大或更小的Pt纳米颗粒，具有更高的氧还原（ORR）催化活性。然而，合成约1 nm尺寸的Pt NCs并兼顾稳定性和催化活性是一大挑战。

最近，中国科学院合肥物质科学研究院伍志鲲、廖玲文课题组和中国科学院过程工程研究所杨军课题组合作，提出混合配体保护策略来解决上述难题。他们通过使用2,6-二甲基苯基异腈（XylNC）和CO共同保护Pt NCs，成功合成了最大有机配体保护的Pt₂₃ NCs。它由一个Pt₂₃内核和20个XylNC、5个羰基和2个Cl离子组成。如图1a所示，Pt₂₃ NCs内核与之前报道的(AgCu)₃₁ NCs内核部分相似，呈三明治结构，由三个Pt原子（红色和深绿色原子）和四层Pt₅五边形组成。Pt₂₃内核中所有五边形都近似符合黄金比例（图1b）。两个Cl与顶部和底部的两个Pt原子配位，而五个CO采用μ₂桥接模式连接第2层和第3层Pt₅五边形（图1c）。所有XylNC配体均采用了末端配位模式保护Pt₂₃内核（图1d）。Pt₂₃ NCs的直径和高度（包括所有配体）分别为1.98和1.51 nm，Pt₂₃内核的轴向厚度和径向直径分别为0.53和0.86 nm（图1e）。

值得注意的是，合成的Pt NCs在环境条件下有良好的稳定性，无需去除配体即可用作酸性条件下的ORR催化剂。在0.9 V的电压下，其比活性（或质量活性）比商用Pt/C催化剂提高了7倍（8倍）。Pt₂₃ NCs精准的组成结构为构效关系研究提供了条件。DFT计算表明在团簇中，相较于异腈配体，CO更容易去除，去除CO形成的位点D是反应的活性位点，从能量上来说对反应有利。从d能带中心的观点来看，Pt₂₃ NCs的d能带中心低于块体Pt催化剂，对氧中间体的吸附能力显著减弱。位点D的Pt原子具有最低的d能带中心，因而具有最高的催化活性。

在最近的研究中发现除了棒状内核团簇之外，二维片状内核的(AgCu)₃₁和Pd₈ NCs同样具有显著的光热作用。进一步的实验揭示在532 nm激光照射下，片状内核结构的Pt₂₃ NCs也显示出优异的光热转化性能，溶液温度可提高54.6 °C，光热转化效率达到68.4%，并且Pt₂₃ NCs显示出优异的光热稳定性，在至少经历6个循环后仍能保持良好的光热转化效果。合成的片状Pt₂₃ NCs也具有显著的光热功能，表明金属NCs的光热特性与形状有关，为未来发展光热纳米材料提供了启示。

总之，本研究采用混合配体策略成功合成了具有优异电催化ORR活性和附加光热转化性能的Pt₂₃ NCs，并详细探讨了其构效关系，有望推动人们对Pt NCs的合成、结构和性能进行更加深入的研究。