1. Nature Commun.:Au-SiO2界面上O2活化促進(jìn)金的催化
金納米顆粒（NPs）是一種非常活潑的非均相催化劑，負(fù)載型金納米催化劑的催化作用已發(fā)展成為非均相催化領(lǐng)域最重要的學(xué)科之一。例如，氧化物負(fù)載的金納米顆粒可以在環(huán)境溫度甚至更低的溫度下通過分子O2完全轉(zhuǎn)化為CO。此外，負(fù)載的金納米催化劑在水煤氣變換（WGS）反應(yīng)中的活性比其他催化劑高得多。但是它們的商業(yè)化過程進(jìn)展非常緩慢，這與基礎(chǔ)研究的迅速發(fā)展形成鮮明對比。一個主要的障礙是負(fù)載型Au催化劑的低穩(wěn)定性，這是由于Au NPs易于通過Oswald熟化或其他機(jī)制（例如顆粒的擴(kuò)散或聚結(jié)）而燒結(jié)。
解決負(fù)載型金納米顆粒的燒結(jié)問題的策略包括利用介孔材料限制貴金屬顆粒，使用混合或表面改性的氧化物載體，用惰性氧化物涂覆催化劑以及制備負(fù)載型Au基雙金屬合金催化劑，可以有效地提高Au NPs的耐燒結(jié)性。但這是以犧牲它們的活性來實現(xiàn)的。具有高活性的耐燒結(jié)的負(fù)載型Au催化劑的開發(fā)仍然是長期的挑戰(zhàn)。
有鑒于此，大連化物所黃家輝、喬波濤研究員，燕山大學(xué)孫科舉教授等人合作通過將薄SiO2層沉積到Au/TiO2上，并在高溫下煅燒來構(gòu)建Au-SiO2界面，該界面不僅具有很高的抗燒結(jié)性，而且對活化O2具有極高的活性。
本文要點：
1）通過沉積沉淀法制備獲得Au/TiO2催化劑。通過在TiO2載體上采用一鍋法共沉積Au和Si的前驅(qū)體改性Au/TiO2。Au/Ti-300顆粒分布均勻，平均粒徑為2.5 nm。SiO2涂層對低溫煅燒（300°C）的Au NPs的影響微不足道很小。
2）平均尺寸為3.5 nm的Au@SiO2/Ti-300的活性顯著降低，可能是由于SiO2層覆蓋了Au NPs。但是，平均尺寸為6.4 nm的Au@SiO2/Ti-800的活性大大提高，可以在0°C時實現(xiàn)CO的全部轉(zhuǎn)化。
3）DFT計算發(fā)現(xiàn)，Au@SiO2/TiO2上吸附的O2分子更多。O2在Au@SiO2/TiO2上的相對較強(qiáng)的吸附能歸因于Si4+位點。SiO2和TiO2的共存通過Au-SiO2界面增強(qiáng)O2的吸附和活化，促進(jìn)了CO在Au/TiO2上的氧化。
總之，該工作提供了對Au納米催化的不同見解，為設(shè)計制備具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高活性的負(fù)載型Au催化劑提供了一種新的思路。
YunlaiZhang et al. Boosting the catalysis of gold by O2 activation atAu-SiO2 interface. Nature Communications, 2020.
DOI:10.1038/s41467-019-14241-8
https://doi.org/10.1038/s41467-019-14241-8
2. Angew: 電化學(xué)誘導(dǎo)Zn-Ni-Co尖晶石氧化物的表面重構(gòu)以增強(qiáng)ORR/OER催化活性
作為雙功能催化劑耐久性功能協(xié)調(diào)的基本原理，整體調(diào)節(jié)在電化學(xué)極化過程中起著重要作用。材料的形態(tài)對其催化活性有很大的影響，作為電催化劑的理想結(jié)構(gòu)應(yīng)具有豐富的活性中心，并允許電解質(zhì)完全滲透以及快速的質(zhì)量傳輸。廣州大學(xué)Zhao-Qing Liu等人改變Zn的量來調(diào)整錨定在N摻雜CNT上的ZnXNi1-XCo2O4立方尖晶石結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)X = 0.4時，能夠產(chǎn)生高活性O(shè)ER和ORR，研究者提出了在Zn0.4Ni0.6Co2O4 /NCNTs上潛在的雙重增強(qiáng)機(jī)制，并通過實驗進(jìn)行驗證。
本文要點：
1）尖晶石型氧化物（ZnXNi1-XCo2O4）中的氧化還原惰性Zn2+，可以協(xié)同優(yōu)化物理孔結(jié)構(gòu)并增加催化劑表面活性物質(zhì)的形成。使用像差校正的透射電子顯微鏡（Ac-TEM）和相應(yīng)的光譜（XPS，XRD），在反應(yīng)后的尖晶石上觀察到陽離子偏析的存在，大量的Zn陽離子缺陷隨機(jī)地分布在催化劑表面上。
2）新形成的VZn-O-Co可使活性中心Co與含氧物種之間結(jié)合更緊密，從而產(chǎn)生更好的ORR / OER催化性能，這可以通過交替測試和DFT計算得到進(jìn)一步證實。
3）由結(jié)構(gòu)優(yōu)化的Zn0.4Ni0.6Co2O4納米顆粒負(fù)載在N摻雜CNT上作為有效的空氣陰極，構(gòu)成的液流式鋅空電池具有顯著的功率密度（109.1 mW cm-2），高開路電位（1.48 V vs.Zn），出色的耐用性和高倍率性能。
Xiao‐Tong Wang, et al. SurfaceReorganization on Electrochemically‐Induced Zn–Ni–Co Spinel Oxides for Enhanced OxygenElectrocatalysis, Angew., 2020
DOI:10.1002/anie.202000690
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202000690
3. Angew: 海藻萃取物可控剝離合成V2C納米片，高效近紅外光熱性能
二維（2D）碳化釩（V2C）MXene作為光熱療法（PTT）的光熱劑（PTA）具有巨大的潛力。但是，V2C在PTT中的使用受到苛刻的合成條件和低光熱轉(zhuǎn)換效率（PTCE）的限制。有鑒于此，北京科技大學(xué)的董海峰教授和張學(xué)記教授報道了一種綠色剝離方法，大批量合成了高產(chǎn)率（90％）的V2C納米片（V2C NSs），用作高效的光熱療法（PTT）的光熱劑。
本文要點：
1）用海藻萃取物通過兩次剝離層狀固體V2AlC粉末得到二維V2C納米片。
2）所得的V2C NSs在近紅外光照下形貌穩(wěn)定，并且具有強(qiáng)的近紅外光吸收，PTCE高達(dá)48％，優(yōu)于之前報導(dǎo)的MXene，可與金或碳基的納米材料相媲美。體外和體內(nèi)研究表明，V2C NSs可以作為有效的光熱劑用于癌癥的光聲（PA）和磁共振成像（MRI）指導(dǎo)的PTT。
3）這項工作為MAX材料提供了一種經(jīng)濟(jì)高效，環(huán)保且高產(chǎn)的剝離方法，為開發(fā)具有多種應(yīng)用所需特性的MXene開辟了一條新途徑。
ShahZada et al. Algae Extraction Controllable Delamination of Vanadium CarbideNanosheets with Enhanced Near-Infrared Photothermal Performance.Angew. Chem. Int. Ed. (2020)
DOI:10.1002/anie.201916748
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201916748
4. Angew: 人工非晶態(tài)CEI為混合型固/液態(tài)鋰金屬電池提供持久的電化學(xué)界面
具有優(yōu)異安全性的混合固/液態(tài)電解質(zhì)有助于實現(xiàn)高能量密度存儲設(shè)備，但與正極的化學(xué)相容性較差。中科院郭玉國、萬立駿和Ji-Lei Shi等人引入了一種新的鋰鹽，以在富鎳正極和混合固/液態(tài)電解質(zhì)之間原位建立無定形正極電解質(zhì)中間相（CEI）。
本文要點：
1）篩選出二氟（草酸硼酸）鋰鹽（LiDFOB）作為完成轉(zhuǎn)化反應(yīng)的介質(zhì)，使用EC/DEC/DMC-聚二氧戊環(huán)（PDXL）-LiPF6作為固/液態(tài)混合電解質(zhì)以確保與NCM富鎳正極的軟接觸和對鋰金屬負(fù)極的高安全性。
2）添加1 wt％ LiDFOB以構(gòu)造非晶態(tài)CEI，LiDFOB分解并形成一個持久的無定形中間層（LixBOyFz），動態(tài)抑制副反應(yīng)，維持NCM的初始結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)了界面穩(wěn)定性。
3）通過COMSOL仿真發(fā)現(xiàn)，在原位形成過程中，在熱力學(xué)上固/固界面處的空間電荷層得到顯著緩解，證實其能夠明顯促進(jìn)界面動力學(xué)。
4）非晶態(tài)CEI融合了雙功能性，構(gòu)建了穩(wěn)定的高壓混合式固/液態(tài)鋰金屬電池，具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，倍率性能，和高庫侖效率，革新了未來高能密度電池的功能性CEI策略的設(shè)計理念。
Jia‐Yan Liang, et al. Enabling aDurable Electrochemical Interface via an Artificial Amorphous Cathode ElectrolyteInterphase for Hybrid Solid/Liquid Lithium‐MetalBatteries, Angew., 2020
DOI: 10.1002/anie.201916301
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201916301
5. AM：超過15％效率，新型透明電極助力高機(jī)械柔性的有機(jī)太陽能電池
柔性有機(jī)太陽能電池（OSC）的功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）仍然落后于剛性器件的PCE，并且由于缺乏高性能柔性透明電極，其機(jī)械穩(wěn)定性目前無法滿足柔性電子產(chǎn)品的需求（FTE）。蘇州大學(xué)的李耀文和Hongwei Gu團(tuán)隊提出了一種“焊接”新概念來設(shè)計FTE，并在其上電極和下面的基底之間緊密結(jié)合。
本文要點：
1）上電極由固溶處理的鋁摻雜ZnO（AZO）和銀納米線（AgNW）網(wǎng)絡(luò)組成，通過利用毛細(xì)管力效應(yīng)和AZO的二次生長可以很好地焊接，從而降低了AgNWs結(jié)點的電阻。同時，通過嵌入AgNW對聚對苯二甲酸乙二酯進(jìn)行改性，然后將其與上混合電極中的AgNW連接，從而增強(qiáng)電極對基板的粘附性。
2）通過這種焊接策略，可以全面解決與FTE相關(guān)的光電和機(jī)械性能方面的關(guān)鍵瓶頸問題。基于這種焊接FTE的單結(jié)柔性O(shè)SC具有很高的性能，達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的15.21％的PCE。此外，即使在極端的測試條件下，柔性O(shè)SC的PCE受到器件面積的影響也較小，并顯示出強(qiáng)大的彎曲耐久性。
XiaobinChen et al. Realizing Ultrahigh Mechanical Flexibility and >15%Efficiency of Flexible Organic Solar Cells via a “Welding” FlexibleTransparent Electrode, Adv. Mater. 2020.
DOI: 10.1002/adma.201908478
https://doi.org/10.1002/adma.201908478
6. AM：準(zhǔn)2D鈣鈦礦中的高效能量轉(zhuǎn)移：從發(fā)光到激光發(fā)射
具有大的激子結(jié)合能，自組裝量子阱和高量子產(chǎn)率的準(zhǔn)2D Ruddlesden-Popper鹵化物鈣鈦礦引起了廣泛研究。這些準(zhǔn)2D鈣鈦礦的薄膜由具有不同維數(shù)的疇混合而成，從而使能量從低維納米片（高帶隙疇）到3D納米晶體（低帶隙疇）轉(zhuǎn)移。北卡羅萊納州立大學(xué)(雷利) Franky So團(tuán)隊首先合成了高質(zhì)量的準(zhǔn)2D鈣鈦礦（PEA）2(FA)3Pb4Br13薄膜，然后進(jìn)行掠入射廣角X射線散射測量以研究晶體取向，并進(jìn)行瞬態(tài)吸收光譜測量以研究載流子動力學(xué)。
本文要點：
1）與隨機(jī)取向的薄膜相比，高度取向的2D晶體膜具有從高帶隙域到低帶隙域（<0.5 ps）的更快的能量轉(zhuǎn)移。這些高度定向的2D薄膜可以實現(xiàn)高性能的發(fā)光二極管。
2）最后，獲得了具有低閾值4.16 μJ cm-2的放大自發(fā)發(fā)射，并且還展示了分布式反饋激光器。該研究表明，控制準(zhǔn)2D薄膜的形態(tài)以實現(xiàn)有效的能量轉(zhuǎn)移對發(fā)光器件是非常重要的。
LeiLei et al. Efficient Energy Funneling in Quasi‐2D Perovskites: From Light Emission to Lasing,Adv. Mater. 2020.
DOI: 10.1002/adma.201906571
https://doi.org/10.1002/adma.201906571
7. AM：改善應(yīng)力分布的柔性硅負(fù)極，助力高穩(wěn)定性雙離子電池
雙離子電池（DIB）由于其高工作電壓，低成本和環(huán)境友好性而引起了越來越多的關(guān)注，但其發(fā)展卻受限于能量密度的限制。將硅這種具有極高理論容量（4200 mAh g-1）的負(fù)極與石墨正極進(jìn)行配對是應(yīng)對此挑戰(zhàn)的可行策略。然而，由于使用剛性集流體時，高的界面應(yīng)力會導(dǎo)致的導(dǎo)電接觸失效，硅的循環(huán)穩(wěn)定性因此較差。為了解決這個問題，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院唐永炳和香港理工大學(xué)鄭子劍等人設(shè)計了硅和導(dǎo)電軟聚合物襯底之間的柔性界面，以調(diào)節(jié)DIB的硅負(fù)極的應(yīng)力分布。
本文要點：
1）提出了一種靈活的界面設(shè)計策略，通過在柔軟尼龍織物的Cu-Ni緩沖層上構(gòu)造硅來調(diào)節(jié)硅負(fù)極的界面應(yīng)力。這種界面結(jié)構(gòu)賦予硅負(fù)極以很高的柔韌性和機(jī)械穩(wěn)定性，在超過5萬次彎曲中具有良好的結(jié)構(gòu)完整性。
2） 通過將此柔性硅負(fù)極與膨脹石墨正極配對，成功組裝了硅-石墨DIB（SGDIB），負(fù)極和正極上的高反應(yīng)可逆性表明柔性硅負(fù)極與膨脹石墨正極之間有良好的相容性。
3）SGDIB在高達(dá)150 C的倍率下仍具有約70％的容量保持率，在10 C的2000次循環(huán)中具有出色的循環(huán)穩(wěn)定性，容量保持率達(dá)97％。
4）此外，SGDIB還顯示出高超的柔韌性和電化學(xué)穩(wěn)定性，在1500次彎曲后容量保持率約為84％，在10000次彎曲后每此彎折的自放電損失低至0.0015％。
ChunleiJiang, et al. Flexible Interface Design for Stress Regulation of a SiliconAnode toward Highly Stable Dual‐Ion Batteries, Adv. Mater. 2020
DOI:10.1002/adma.201908470
https://doi.org/10.1002/adma.201908470
8. EES: 可充放鋅空電池的表界面納米工程
在多樣的能源存儲系統(tǒng)中，可充放的鋅空電池在消費(fèi)電子市場和便攜式能源器件領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在鋅空電池中，表界面化學(xué)對其性能的優(yōu)化，比如能量密度、穩(wěn)定性和充放電效率有著至關(guān)重要的作用。鋅空電池中基本的反應(yīng)為氧還原和氧析出反應(yīng)，氣體的參與使這兩種反應(yīng)在三相界面處的反應(yīng)極其復(fù)雜，且表現(xiàn)出較慢的動力學(xué)。因此，在微觀/介觀的尺度合理的設(shè)計表界面對鋅空電池非常重要。鑒于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)謝毅院士和吳長征教授團(tuán)隊在EES發(fā)表綜述文章，詳細(xì)的介紹了鋅空電池的表界面納米工程。
本文要點：
1）作者綜述了電催化劑和空氣電極的表界面性質(zhì)對鋅空電池性能的影響，并從微觀/介觀的尺度介紹了表界面納米工程的最新進(jìn)展。
2）詳細(xì)總結(jié)了電催化劑和空氣電極在三相界面處表界面特點與導(dǎo)電性，反應(yīng)勢壘、反應(yīng)活性比表面和傳質(zhì)之間的關(guān)系。
3）基于表界面納米工程的最新進(jìn)展，為可充分鋅空電池未來的發(fā)展方向提出了自己的見解。
Tianpei Zhou et al. Surface/interface nanoengineering for rechargeable Zn–air batteries. EES, 2020,C9EE03634B.
DOI: 10.1039/C9EE03634B
https://pubsrsc.xilesou.top/en/content/articlelanding/2020/ee/c9ee03634b/unauth
9. AEM綜述：壓電光電子效應(yīng)增強(qiáng)光催化和光電催化的研究進(jìn)展
通過光催化或光電催化將太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能是當(dāng)前能源可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境修復(fù)的研究熱點。然而，其目前的效率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿意，特別是受到嚴(yán)重電荷復(fù)合的影響。壓電光電子增強(qiáng)光（電）催化技術(shù)為環(huán)境機(jī)械能和太陽能的耦合利用提供了一個理想的平臺。有鑒于此，中科院北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所王中林和天津大學(xué)鄒吉軍等人綜述了基于壓電增強(qiáng)光（電）催化反應(yīng)的研究趨勢和影響。
本文要點：
1）首先重點介紹了壓電光電子效應(yīng)對光催化作用的基本原理和電荷遷移的基本機(jī)制。通過對不同類別的壓電光催化劑（如典型的ZnO、MoS2和BaTiO3）進(jìn)行比較和分類，概述了壓電極化促進(jìn)光（電）催化技術(shù)在水分解和污染物降解方面的研究進(jìn)展。
2）同時介紹了促進(jìn)其催化活性的優(yōu)化方法，并指出了在此研究領(lǐng)域的一些基本問題，如需要對影響壓電光電系統(tǒng)的因素（如空間電荷區(qū)厚度、界面缺陷和異質(zhì)結(jié)的接觸電位[肖特基勢壘]）進(jìn)行精確測定和比較。
3）最后，對極化增強(qiáng)策略的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，指出了探索新材料對于增強(qiáng)壓電光催化過程的重要性。2D材料，尤其是具有強(qiáng)壓電性的單層2D材料，提供了一個值得綜合研究的新體系。此外，同步壓電催化和壓電‐光催化在水分解或降解過程中的各自功能應(yīng)該得到關(guān)注和研究。
LunPan et al. Advances in Piezo-Phototronic Effect Enhanced Photocatalysis andPhotoelectrocatalysis. Adv. Energy Mater. 2020, 2000214.
DOI:10.1002/aenm.202000214.
https://doi.org/10.1002/aenm.202000214
10. ACS Nano: 用于屏蔽電磁干擾的超輕柔性仿生納米纖維素/銀納米線氣凝膠
由于聚合物的機(jī)械強(qiáng)度有限，納米材料的分散性不理想和大的接觸電阻，制備具有優(yōu)異屏蔽電磁干擾性能的超輕（密度小于10mg/cm3）生物聚合物氣凝膠仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。鑒于此瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)技術(shù)實驗室的Gilberto Siqueira和 Gustav Nystr?m教授團(tuán)隊合作合成了具有仿生細(xì)胞微結(jié)構(gòu)組成的超輕、高柔性生物聚合物氣凝膠用于電磁干擾。
本文要點：
1）發(fā)展了一種簡便易行的冷凍鑄造方法組裝了由纖維素納米纖維和銀納米線形成的仿生細(xì)胞微結(jié)構(gòu)組成的超輕、高柔性生物聚合物氣凝膠。
2）通過調(diào)節(jié)微結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)和電磁干擾（EMI）屏蔽性能之間的關(guān)系，成功制備了層狀、蜂窩狀和隨機(jī)多孔支架。
3）結(jié)合原位壓縮產(chǎn)生的屏蔽轉(zhuǎn)變和組成基元的含量，優(yōu)化后的層狀多孔生物聚合物氣凝膠具有很高的電磁屏蔽效率（SE），在密度為6.2和1.7mg/cm3時，其對X波段的屏蔽效率分別超過70和40db。
4）生物聚合物復(fù)合氣凝膠的抗菌性和疏水性進(jìn)一步證明了其多功能性和應(yīng)用潛力。
ZhihuiZeng et al. Ultralight, Flexible and Biomimetic Nanocellulose/Silver NanowireAerogels for Electromagnetic Interference Shielding. ACS Nano, 2020,acsnano.9b07452.
DOI: 10.1021/acsnano.9b07452
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b07452
