1. Chem. Soc. Rev.：半導體光催化劑的表征
半導體光催化由于巨大的應用潛力而被廣泛研究，這使得產生了許多半導體光催化劑，刺激了各種表征方法的發展。近日，肯特州立大學Mietek Jaroniec團隊總結評估了半導體光催化劑的表征方法，包括其化學成分（元素組成，化學狀態/結構），物理性質（物理結構，晶體學性質，光學吸收，電荷動力學，缺陷以及膠體和熱穩定性）和帶結構（帶隙，帶邊緣/帶邊緣偏移和費米能級）。
作者首先簡要介紹其基本原理，然后是精心挑選例子進行說明。最后，提供了將半導體的特性與其潛在的表征方法和前景相關聯的圖表。總的來說，該綜述為材料化學家和物理學家，特別是學生，選擇合適的技術來表征半導體光催化劑和可能的其它相關材料提供了參考。
LipingZhang, Jing run Ran,Shi-Z hang Qiao and Mietek Jaroniec*. Characterization ofsemiconductor photocatalysts. Chem. Soc. Rev., 2019
DOI: 10.1039/c9cs00172g
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/cs/c9cs00172g
2. Angew：在三維N摻雜納米碳中構建sp3 / sp2碳界面用于ORR
開發用于氧還原反應（ORR）的高效無金屬碳電催化劑是可再生和清潔能源的開發和商業化的一種非常有前景的策略，但仍然是一項重大挑戰。近日，天津工業大學尹振，北京大學馬丁等多團隊合作，通過簡單的熱解過程制備了具有特定sp3/sp2界面的三維（3D）N摻雜碳。
實驗發現，通過調整組成和孔隙，表面具有高比率sp3/sp2碳的3D N摻雜納米碳具有高的ORR的電催化性能，優于Zn-空氣電池中的商業Pt/C。 DFT計算結果表明，該材料高的ORR性能歸因于sp3/sp2碳界面處存在N摻雜劑，這可降低ORR的理論過電位。
JianGao, Yun Wang, Haihua Wu, Zhen Yin*, Ding Ma*, etal. Construction of sp3/sp2 carbon interface in3D N‐dopednanocarbon for the oxygen reduction reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201907915
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907915
3. Angew: 受蝴蝶的啟發！分層光捕獲結構的鈣鈦礦光電探測器
光電探測器的廣泛應用引發了對高響應度和偏振敏感光檢測的迫切需求。受蝴蝶啟發，中科院化學所李明珠團隊采用商用DVD母版和2D晶體膠體陣列模板制作了一維納米光柵粘合多孔2D光子晶體鈣鈦礦光電探測器（G-PC-PD）。光柵衍射和PC阻帶反射的耦合效應使G-PC-PD的光捕獲增強，多孔支架和納米壓印工藝提供了高結晶鈣鈦礦膜。
G-PC-PD的白光響應度和探測靈敏度高達12.67 A/W和6.28×1013 Jones（比原始鈣鈦礦光電探測器高7~8倍）。同時，高度有序的G-PC-PD納米光柵陣列可實現偏振敏感光檢測，速率為-0.72 nA/o。這種分層鈣鈦礦集成納米光柵和2D PC架構為高性能光電器件開辟了一條新途徑。
Butterfly‐inspired Hierarchical Light‐trapping Structure towards High Performance Polarization‐sensitive Perovskite Photodetector，Angew,2019
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908743
4. Angew：3D無枝晶鋅負極，Cu-Zn固溶體界面+親Zn聚丙烯酰胺添加劑
可充電水系鋅離子電池已被認為是下一代電池中非常有前景的替代品。然而，鋅枝晶的形成是制約其實際應用的關鍵。與鑒于此，為了研制穩定的金屬鋅負極，中南大學王海燕教授等在商業銅網骨架上成功構建了Cu-Zn固溶體，并加入聚丙烯酰胺電解液添加劑用于優化鋅負極，制備出3D無枝晶的鋅負極。
這一策略大大降低鋅成核的超電勢，同時增加鋅沉積的穩定性，所制備的鋅負極在大電流密度范圍內表現出無枝晶電鍍/剝離行為。使用該無枝晶負極的電池可循環280小時以上，放電深度為80%時，具有非常低的電壓滯后(93.1 mV)。
QiZhang，Jingyi Luan，Liang Fu，Shengan Wu，YougenTang，Xiaobo Ji，Hai-Yan Wang. Insightsinto Three‐dimensional Dendrite‐free Zinc Anode on Copper Mesh with Zinc‐orientedPolyacrylamide Electrolyte Additive. Angew. Chem. Int. Ed. 2019
DOI: 10.1002/anie.201907830
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201907830
5. Angew：穩定的二維異質多孔COFs用作高效離子導體
2D共價有機框架（COFs）具有開放和有序的1D柱納米通道，為各種特定功能的客體提供了巨大的可能性。然而，大多數COFs的相對低的化學穩定性阻礙了它們的實際應用。近日，天津大學Long Chen團隊合成了一種高度結晶和異質多孔COF（DBC-2P），并作為離子傳導的主體材料。
實驗發現，由于DBC的大的共軛結增強了層間相互作用使得DBC-2P在強酸和堿中表現出優異的穩定。作者將線性聚乙二醇（PEG）和PEG-LiBF4鹽包封到DBC-2P的納米通道中，得到具有2.31×10-3 Scm-1的高離子電導率的雜化材料。該工作展示了一種有效的后合成策略，用于開發具有優良特性的新型COF-聚合物復合材料。
ZhenXie, Long Chen*, et al. Stable 2D Heteroporous Covalent OrganicFrameworks for Efficient Ionic Conduction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201909554
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909554
6. Angew: 二維鈣鈦礦微/納米片內同時兼具長持續藍光發光和高量子產率
具有長壽命發光的分子固態材料（例如熱激活延遲熒光（TADF）和室溫磷光（RTP）系統）有望用于顯示，傳感和生物成像應用。然而，具有長發光壽命和高固態發光效率的這種材料的設計仍然是一個開放的挑戰。近日，北京師范大學DongpengYan研究團隊展示了新的二維（2D）有機金屬鹵化物鈣鈦礦材料，在環境溫度和大氣壓下，藍色發光量子產率高達63.55％，超長TADF壽命為105.78ms。
該設計利用了二維空間/電子限制效應和適度重原子調整策略的綜合影響。光物理研究和理論計算表明，增加的量子產率是由于鈣鈦礦的剛性層合結構，可以有效地抑制激子的非輻射衰變。同時，加入適度重原子可以進一步平衡系統間交叉過程，從而延長發光壽命。由于這些2D鈣鈦礦微/納米結構具有空間和時間分辨的TADF特性，因此它們對于信息加密和光邏輯門特別有用。因此，這項工作不僅描述了基于混合鈣鈦礦的TADF系統的新設計，同時還提供了一種空間和時間雙分辨率的策略，以實現在二維晶體微/納米片內的光學信息存儲和邏輯門編譯。
Yan, D. Zhou, B. Simultaneous Long‐Persistent Blue Luminescence and High Quantum Yield within 2DOrganic‐Metal Halide PerovskiteMicro/Nanosheets. Angew. 2019.
DOI: 10.1002/ange.201909760
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201909760
7. Angew：化學修飾高嶺土納米管用于高效提取海水中的鈾
從海水中經濟地提取鈾對于滿足核電的長期需求至關重要。有鑒于此，海南大學Ning Wang教授等通過化學交聯偕胺肟基到天然礦石材料高嶺土納米管(HNTs)的雙表面，成功開發了一種高效的吸附材料AO‐HNTs。
研究表明，AO‐HNTs在32 ppm含鈾模擬海水中表現出456.24 mg g‐1的高鈾吸附能力。在天然海水中，經過30天的現場試驗，AO‐HNTs達到了9.01 mg g‐1的高鈾萃取能力。吸附鈾的能力高、速度快主要是由于雙表面偕胺氧基修飾的空心納米管為鈾的吸附提供了更多的配位點。
ShileiZhao, Yihui Yuan, Qiuhan Yu, Biye Niu, Jianhe Liao, Zhanhu Guo, Ning Wang. Dual‐surface amidoximated halloysite nanotube for high‐efficient and economical uranium extraction from seawater. Angew. Chem. Int.Ed. 2019
DOI: 10.1002/anie.201908762
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908762
8. Angew: 全聚合物超級電容器
基于水凝膠電解質的可拉伸超級電容器已有報道，然而水凝膠在嚴重變形(可拉伸但無彈性)后通常無法完全恢復。有鑒于此，香港城市大學支春義教授和河南理工大學的Qiang Chen教授等以雙網絡水凝膠(DN水凝膠)為電解質，純聚吡咯(PPy)為電極，制備出了具有高可逆拉伸能力的全聚合物超級電容器。
DN水凝膠具有優異的力學性能，可多次拉伸至500%，幾乎可以100%恢復原長度。為了制造完全可恢復的可伸縮超級電容器，我們將一個自支撐的純導電聚合物薄膜進行退火作為電極，以使電極引起的延遲最小化。制備的DN水凝膠/純導電聚合物超級電容器可以從100%的應變中完全恢復，幾乎不存在殘余變形，即使拉伸1000次也能保持電化學性能。
YukunWang，Feng Chen，Zhuoxin Liu，Zijie Tang，Qi Yang，YanZhao，Shanyi Du，Qiang Chen，Chunyi Zhi. A Highly Elastic and Reversibly Stretchable All‐polymer Supercapacitor. Angew. Chem. Int. Ed. 2019
DOI:10.1002/anie.201908985
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908985
9. Angew：Au24Cu6(SPhtBu)22團簇Cu-S鍵之間的π共軛提高開環反應活性
雙金屬納米材料在催化領域具有重要的應用價值。近日，安徽大學朱滿洲，Haizhu Yu團隊合成了一種新的金銅雙金屬納米團簇并發現該團簇可以有效地催化環氧化物開環反應。
SCXRD和ESI‐MS表征表明，該團簇為Au24Cu6(SPhtBu)22(簡稱Au24Cu6)，其六個Cu原子在表面，每三個Cu原子與三個硫醇配體配位形成Cu3S3平面六元環。在環氧化物開環反應中，Au24Cu6的催化活性優于其它同金屬和金銅合金NCs，如Au25和Au38‐xCux。控制實驗和DFT計算表明，Cu-S鍵之間的π共軛對該團簇的催化活性起著關鍵作用。
JinsongChai, Sha Yang, Haizhu Yu,* Manzhou Zhu*, et al. Exposing thedelocalized Cu‐S π bonds on Au24Cu6(SPhtBu)22 nanoclusterand its application in ring opening reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201907609
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907609
10. Angew：一種未被開發的OER催化劑，氮化鉿納米顆粒
電解水是目前制取氫氣和氧氣最有前途的方法之一。在這兩個半反應中， OER更難優化，目前仍然依賴于昂貴的Ru或Ir基催化劑。有鑒于此，倫敦大學瑪麗女王學院的Cristina Giordano教授等制備了氮化鉿（HfN）和氮氧化鉿（Hf2ON2）納米顆粒，并首次測試了其OER活性。
研究發現， HfN具有超高的OER活性，在無鐵電解質中10 mA/cm2時過電壓僅為391 mV，并且具有長期穩定性。這一結果使得HfN在可持續性、活性和穩定性方面成為OER測試中下一代最有潛力的催化劑之一。
ChiaraDefilippi, Dipak Vijaykumar Shinde, Zhiya Dang, Liberato Manna, ChristopherHardacre, Adam J Greer, Carmine D'Agostino, Cristina Giordano. HfNnanoparticles: an Unexplored Catalyst for the Electrocatalytic Oxygen EvolutionReaction. Angew. Chem. Int. Ed. 2019
DOI: 10.1002/anie.201908758
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908758
11. Angew：Pt單原子在析氫反應中的載體效應
單原子催化劑(SACs)可以使活性位點的數量最大化以獲取不可預測的催化活性，從而受到越來越多的關注。盡管目前單原子催化劑的研究很多，但是針對其載體的研究卻較少。
有鑒于此，韓國先進科學技術研究院的Jinwoo Lee教授等系統地研究了載體對SAC性能的影響，通過與碳上負載單原子Pt (Pt SA/C)和WO3‐x負載Pt納米顆粒(PtNP/WO3‐x)的催化活性進行對比來闡述了載體的重要作用。研究表明，在WO3‐x上負載Pt單原子可以使載體效應最優化。與Pt NP/WO3‐x相比，Pt SA/WO3‐x在界面上的氫溢出現象更劇烈，這極大地增強了Pt在析氫反應中的質量活性(高達10倍)。
JinkyuPark, Seonggyu Lee, Hee-Eun Kim, Ara Cho, Seongbeen Kim, Youngjin Ye, Jeong WooHan, Hyunjoo Lee, Jong Hyun Jang, Jinwoo Lee. Investigation of Support Effectin Atomically Dispersed Pt on WO3‐x for High Utilization of Pt in HydrogenEvolution Reaction. Angew. Chem. Int. Ed. 2019
DOI: 10.1002/anie.201908122
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201908122
12. Angew：銠(III) 氨基硫醇八面體保護的結構精確的AgS團簇
近日，大阪大學Takumi Konno團隊報道了一種具有高正電荷的新穎的AgS納米團簇，其球形表面受含有2‐氨基乙硫醇的手性八面體銠(III)絡合物的保護。該團簇是在溫和的條件下，將銠(III)絡合物、硝酸銀(I)和D‐青霉胺在水中混合合成的，其中D‐青霉胺的C‐S鍵斷裂提供硫離子。
雖然合成的團簇不含D‐青霉胺，但由于D‐青霉胺的手性轉移導致銠(III)分子對映體過量，因此具有光學活性。該團簇具有容納/釋放額外Ag+離子的能力，并可用Cu+取代內部Ag+。該工作為合成性質可調、水溶性的手性AgS團簇提供了思路。
MisakiUeda, Takumi Konno*, et al. Structurally Precise Silver Sulfide NanoclustersProtected by Rhodium(III) Octahedra with Aminothiolates. Angew. Chem. Int.Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201906425
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201906425
13. Angew: 交聯MAPbI3中的氫鍵相互作用：減少水分和光降解途徑
基于鈣鈦礦的甲基銨鹵化物太陽能電池已經證明效率高達25.2％，突出了其作為硅太陽能電池技術的廉價和可溶液加工替代品的潛力。對水分，紫外線照射，熱和鈣鈦礦層及其各種器件界面的穩定性較差，限制了該材料在戶外應用中的商業可行性。猶他大學Kieber‐Emmons和Luisa Whittaker‐Brooks團隊研究了當金屬鹵化物鈣鈦礦晶體與烷基或π-共軛硼酸小分子（-B（OH）2）交聯時誘導的氫鍵相互作用的作用，并在連續光照射和濕氣暴露下研究交聯的鈣鈦礦晶體。
研究表明，烷基或π-共軛交聯分子之間相互作用的起因是由于交聯劑的-B（OH）2末端基團與鈣鈦礦[PbI6]4-八面體的I之間的氫鍵作用。而且，這種相互作用影響鈣鈦礦層對濕氣和紫外線照射的穩定性。在黑暗和光照條件下，形態和結構分析以及作為老化函數的IR研究表明，π-共軛硼酸分子是鈣鈦礦晶體比它們的烷基對應物更有效的交聯劑，因此賦予光和水分降解更好的穩定性。
Nimens,W. J., Lefave, S. J., Flannery, L. , Ogle, J. , Smilgies, D. , Kieber‐Emmons, M. T. and Whittaker‐Brooks, L. (2019), Understanding Hydrogen Bonding Interactions inCrosslinked Methylammonium Lead Iodide Crystals: Towards Reducing Moisture andLight Degradation Pathways. Angew. Chem. Int. Ed.
DOI:10.1002/anie.201906017
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201906017
14. Nano Energy: 具有透明導電粘合劑的雙端機械鈣鈦礦/硅串聯太陽能電池
韓國蔚山國家科學和技術研究所Kyoung Jin Choi團隊展示了一種新型的雙端鈣鈦礦/硅機械串聯太陽能電池，該電池是用透明導電膠(TCA)將硅電池倒扣在鈣鈦礦電池上制成的。TCA由嵌在聚合物粘合劑中的鍍銀聚(2-甲基丙烯酸甲酯)微粒組成。
銀微粒子作為電流傳輸路徑，聚合物粘合劑機械地連接兩個子電池。在最優匹配條件下，串聯電池表現出了電流密度為15.43 mAcm-2，開路電壓為1.59 V和79%的填充因子，效率為19.4%。這是目前報道的兩端機械鈣鈦礦/硅串聯電池中最高的效率。這種串聯電池獨特的結構，使其在潮濕環境下長期保持良好的穩定性。
Two-terminalmechanical perovskite/silicon tandem solar cells with transparent conductiveadhesives, Nano Energy, 2019
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.104044.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519307517
