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Room‐Temperature Oxidation of Thulium‐Metal Nanoparticles to the Thulium Oxocluster [Tm$_5$O(O$^i$Pr)$_{13}$]

Reiß, Andreas 1; Schlittenhardt, Sören ORCID iD icon 2; Ruben, Mario 2,3; Feldmann, Claus 1
1 Institut für Anorganische Chemie (AOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)


Zerovalent thulium nanoparticles (2.2±0.3 nm in size) are used as the starting material to prepare single crystals of the thulium oxocluster [Tm$_5$O(O$^i$Pr)$_{13}$]. The reaction is performed by controlled oxidation of the Tm(0) nanoparticles at room temperature (25°C) in isopropanol. The pentanuclear oxocluster contains a non-charged molecular unit with a central Tm$_5$O core and five μ$_1$-, four μ$_2$-, and four μ$_3$-bridging (O$^i$Pr)$^−$ ligands. Single-crystal structure analysis (P2$_1$/n, a=1247.7(6), b=2146.2(15), c=2056.6(9) pm, $\beta$=93.23(1)°) and infrared spectroscopy confirm the oxidation of HO$^i$Pr with formation of H$_2$ and (O$^i$Pr)$^−$. Temperature-dependent measurements show antiferromagnetic coupling. Such a polynuclear [Ln$_5$O(O$^i$Pr)$_{13}$] oxocluster (Ln: lanthanide) is prepared with thulium-metal nanoparticles as a starting material for the first time and points to the suitability of reactive rare-earth metal nanoparticles as starting materials.

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000153794
Veröffentlicht am 16.12.2022
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Anorganische Chemie (AOC)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für QuantenMaterialien und Technologien (IQMT)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsdatum 27.12.2022
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0044-2313, 0372-7874, 0863-1778, 0863-1786, 1521-3749
KITopen-ID: 1000153794
HGF-Programm 47.12.02 (POF IV, LK 01) Exploratory Qubits
Erschienen in Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie
Verlag John Wiley and Sons
Band 648
Heft 24
Seiten Art.-Nr.: e202200299
Vorab online veröffentlicht am 03.12.2022
Schlagwörter Thulium nanoparticles. multinuclear oxocluster. isopropanol. crystal structure. liquid-phase
Nachgewiesen in Dimensions
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