1. Nature Catal.: 多相電催化的機(jī)理研究
電催化對(duì)于電能和化學(xué)能的有效相互轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。電極表面的基本和多步電催化電子轉(zhuǎn)移（ET）反應(yīng)通常分為內(nèi)球或外球。在外球面非均相過(guò)程中，電子通過(guò)在電極和氧化還原活性物質(zhì)之間穿過(guò)溶劑層隧穿而轉(zhuǎn)移。界面外層ET的動(dòng)力學(xué)由Marcus理論很好地描述，其中ET速率隨熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力（即施加的超電勢(shì)）呈指數(shù)增長(zhǎng)，直到驅(qū)動(dòng)力接近重組能為止，超過(guò)重組能速率對(duì)過(guò)電位的進(jìn)一步增長(zhǎng)不敏感。盡管對(duì)多相電催化的研究已經(jīng)進(jìn)行了一個(gè)多世紀(jì)，但其確切的作用機(jī)制仍然知之甚少。有鑒于此，麻省理工學(xué)院Yogesh Surendranath和俄勒岡大學(xué)Shannon W. Boettcher等人，提出IrOx上的析氧反應(yīng)是由Ir-O活性位點(diǎn)的氧化還原狀態(tài)的變化驅(qū)動(dòng)的，而不是由界面電場(chǎng)的變化驅(qū)動(dòng)的。1）研究發(fā)現(xiàn)表面-空穴密度的變化與決定速率的水/氧基偶聯(lián)反應(yīng)的活化能（Ea）線性相關(guān)。在界面處施加額外的電場(chǎng)對(duì)Ea的影響很小，因?yàn)榧俣ǖ乃俾氏拗撇襟E不涉及離子或電子跨越雙層的躍遷。2）OER在IrOx上的內(nèi)球反應(yīng)步驟是由氧化的M-O位點(diǎn)的強(qiáng)大氧化力驅(qū)動(dòng)的，而不是由跨雙層的靜電勢(shì)梯度驅(qū)動(dòng)的。水氧化的速率決定步驟涉及催化劑中氧化的金屬-氧位點(diǎn)與H2O或OH-之間的反應(yīng)，且速率隨這些氧化位點(diǎn)的濃度而增加。3）化學(xué)驅(qū)動(dòng)力和靜電驅(qū)動(dòng)力的相對(duì)貢獻(xiàn)主要取決于催化反應(yīng)的固體的電子結(jié)構(gòu)。在分子精確的M–N摻雜碳材料中，M活性位點(diǎn)具有內(nèi)球催化作用，但不一定會(huì)在極化時(shí)改變其局部化合價(jià)。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841Boettcher, S.W., Surendranath, Y. Heterogeneous electrocatalysis goes chemical. Nat Catal (2021).DOI: 10.1038/s41929-020-00570-1https://doi.org/10.1038/s41929-020-00570-1
2. Nature Photonics: 高效率，窄發(fā)射的穩(wěn)定的純藍(lán)色超熒光有機(jī)發(fā)光二極管
有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）是下一代顯示器的有前途的光源技術(shù)。盡管OLED取得了的巨大進(jìn)步，但要生產(chǎn)具有足夠的色純度，使用壽命和效率的藍(lán)色OLED仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。純藍(lán)OLED表現(xiàn)出100％的內(nèi)量子效率的極短使用壽命的原因之一是存在高反應(yīng)性的“熱”三重態(tài)激子，該激子是通過(guò)長(zhǎng)壽命三重態(tài)的激子淬滅產(chǎn)生的，這些高能粒子會(huì)對(duì)周圍的有機(jī)材料產(chǎn)生不利影響，從而導(dǎo)致器件性能下降。九州大學(xué)Chihaya Adachi和Chin-Yiu Chan等人報(bào)道了一種純藍(lán)色高效的OLED。1）該OLED的藍(lán)光的國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）坐標(biāo)為0.13，0.16，在1,000 cd m-2時(shí)外量子效率高達(dá)32％，發(fā)光半峰寬只有19 nm。同時(shí)，器件具有良好的穩(wěn)定性在1,000 cd m-2的初始亮度下，18小時(shí)后，仍可保持的初始亮度（LT95）的95％2）該設(shè)計(jì)基于兩單元堆疊的串聯(lián)超熒光OLED，其單線激發(fā)態(tài)能量從表現(xiàn)出熱激活延遲熒光（TADF）的天藍(lán)色輔助摻雜劑（稱為雜體施主型TADF（HDT-1）轉(zhuǎn)移到純藍(lán)色的發(fā)光層。通過(guò)對(duì)器件制造和程序的更嚴(yán)格控制，可以預(yù)期器件壽命將進(jìn)一步提高，以與商用熒光藍(lán)OLED競(jìng)爭(zhēng)。
光電器件學(xué)術(shù)QQ群：474948391Chan, CY., Tanaka, M., Lee, YT. et al. Stable pure-blue hyperfluorescence organic light-emitting diodes with high-efficiency and narrow emission. Nat. Photonics (2021).https://doi.org/10.1038/s41566-020-00745-z
3. Chem. Soc. Rev.：用大分子試劑抑制和消除微生物生物膜
澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織Lewis D. Blackman和Katherine E. S. Locock對(duì)利用大分子試劑抑制和消除微生物生物膜的相關(guān)研究進(jìn)行了綜述。1）生物膜是由絕大多數(shù)細(xì)菌和真菌在表面上形成的復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，它對(duì)人類日常生活的諸多方面也有著重要的不利影響。由于生物膜對(duì)傳統(tǒng)抗菌劑具有高耐藥性，因此如何對(duì)其進(jìn)行消除仍是具有相當(dāng)挑戰(zhàn)性的難題，這一難題也促使研究人員不斷地尋找和開發(fā)新型高效的抗菌膜材料。其中，水溶性大分子(包括多肽、蛋白質(zhì)、合成聚合物以及納米材料)是一類非常有發(fā)展前途的抗菌膜材料，這些材料具有多樣的功能，可以抑制生物膜的形成和分離，進(jìn)而破壞生物膜內(nèi)的生物。2）作者在文中綜述了近年來(lái)利用大分子方法抑制和消除生物膜的相關(guān)研究進(jìn)展，其中包括對(duì)環(huán)境刺激進(jìn)行響應(yīng)產(chǎn)生按需抗菌膜活性的材料以及具有協(xié)同作用的抗菌膜材料等；隨后，作者對(duì)模仿和利用自然衍生物種的材料以構(gòu)建先進(jìn)的仿生雜交抗生膜材料的研究進(jìn)行了重點(diǎn)介紹；最后，作者也對(duì)這一研究領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展方向提出了對(duì)應(yīng)的見解。
生物材料學(xué)術(shù)QQ群：1067866501Lewis D. Blackman. et al. Approaches for the inhibition and elimination of microbial biofilms using macromolecular agents. Chemical Society Reviews. 2020https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d0cs00986e#!divAbstract
4. JACS：胺/羰基有機(jī)分子協(xié)同催化α-羥基化
羰基、有機(jī)胺是有機(jī)催化中的“陰/陽(yáng)”兩面，同時(shí)能夠互相轉(zhuǎn)化。因此當(dāng)作為共催化劑時(shí)，這兩種分子能夠相互反應(yīng)和結(jié)合，進(jìn)而消除單獨(dú)的反應(yīng)活性。在許多催化反應(yīng)過(guò)程中，胺催化劑、羰基催化劑無(wú)法很好的兼容用于同一個(gè)反應(yīng)體系中，因此人們并未發(fā)展出有機(jī)胺/羰基協(xié)同催化反應(yīng)體系。有鑒于此，清華大學(xué)羅三中、張龍等報(bào)道了一級(jí)胺、酮用于H2O2對(duì)β-酮羰基分子進(jìn)行協(xié)同催化實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱α-羥基化反應(yīng)。在該反應(yīng)中，手性一級(jí)有機(jī)胺除了參與到烯胺催化反應(yīng)循環(huán)中，還能夠與酮催化劑協(xié)同作用，通過(guò)酮亞胺（ketimine）得到惡唑烷中間體活化H2O2分子。1）通過(guò)這種烯胺-惡唑烷之間的耦合，實(shí)現(xiàn)了以較好的產(chǎn)率和對(duì)映選擇性對(duì)β-酮羰基進(jìn)行α-羥基化。尤其是，本方法學(xué)能夠?qū)﹄孽０贰⑹中怎ミM(jìn)行高對(duì)映選擇性的后期官能團(tuán)化。該過(guò)程操作簡(jiǎn)單方便，反應(yīng)條件溫和，這種有機(jī)胺-酮的協(xié)同催化為H2O2的催化活化反應(yīng)提供方法學(xué)，拓展了有機(jī)胺-羰基分子參與的催化反應(yīng)種類。
Mao Cai, et al, Chiral Primary Amine/Ketone Cooperative Catalysis for Asymmetric α-Hydroxylation with Hydrogen Peroxide, J. Am. Chem. Soc. 2021DOI: 10.1021/jacs.0c11787https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c11787
5. Angew：溶劑依賴的吸附驅(qū)動(dòng)機(jī)制用于MOFs基蛋黃殼納米結(jié)構(gòu)
基于金屬有機(jī)框架（MOFs）的蛋黃殼納米結(jié)構(gòu)由于其多功能性而引起極大的關(guān)注。然而，控制蛋黃殼納米結(jié)構(gòu)的大小和形貌仍然具有挑戰(zhàn)，因?yàn)槠湫纬蓹C(jī)理尚不清晰。近日，北京化工大學(xué)Huiyu Liu等報(bào)道了一種溶劑依賴的吸附驅(qū)動(dòng)機(jī)制，基于該機(jī)制可合成具有可調(diào)大小和形貌的介孔SiO2殼（ZIF-8@mSiO2）包裹的蛋黃殼MOFs基納米結(jié)構(gòu)。1）研究表明，甲醇（CH3OH）和水（H2O）在ZIF-8核上的選擇性競(jìng)爭(zhēng)吸附對(duì)誘導(dǎo)蛋黃殼納米結(jié)構(gòu)的形貌演變具有決定性作用，可以通過(guò)調(diào)節(jié)CH3OH與H2O的比例來(lái)控制其內(nèi)核尺寸和形貌。2）該形成機(jī)理可歸因于ZIF-8甲醇的優(yōu)先吸附，這主要通過(guò)CH3OH與H2O在ZIF-8上的平均吸附能的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。3）合成的ZIF-8@mSiO2蛋黃殼納米結(jié)構(gòu)在聲空化作用下會(huì)產(chǎn)生ROS，因此表現(xiàn)出出色的聲動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，這使其有可能用作聲敏劑。該工作不僅對(duì)設(shè)計(jì)基于MOFs的蛋黃殼納米結(jié)構(gòu)具有重要的意義，而且還將促進(jìn)MOFs材料的廣泛應(yīng)用。
多孔材料學(xué)術(shù)QQ群：813094255Weiwei Wang, et al. Solvent‐Dependent Adsorption‐Driven Mechanism for MOFs‐Based Yolk‐Shell Nanostructures. Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202016022https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202014895
6. Angew：可控合成特定層數(shù)二維鈣鈦礦納米片的通用方法
通過(guò)改變化學(xué)式為A'2An-1BnX3n+1的2D鈣鈦礦的化學(xué)成分可調(diào)節(jié)其光學(xué)和電子特性，因而引起了人們的廣泛關(guān)注。盡管通過(guò)改變鹵化物的組成可以實(shí)現(xiàn)高色純度的發(fā)射鈣鈦礦納米材料，但是由于納米粒子的快速成核過(guò)程，單相、特定層數(shù)二維鈣鈦礦納米材料的制備仍具有挑戰(zhàn)。近日，國(guó)立臺(tái)灣大學(xué)Ching-Wen Chiu，Pi-Tai Chou，Hao Ming Chen等報(bào)道了一種簡(jiǎn)便，合理，高效的方法，通過(guò)動(dòng)力學(xué)控制合成特定層數(shù)的鉛和錫基單分散二維鈣鈦礦納米片。1）研究表明，在反應(yīng)介質(zhì)中添加羧酸添加劑會(huì)促進(jìn)動(dòng)力學(xué)產(chǎn)物選擇性地形成多層二維鈣鈦礦，而不是單層熱力學(xué)鈣鈦礦。2）獲得的特定層數(shù)地2D鈣鈦礦顯示出一種趨勢(shì)，即減少每個(gè)無(wú)機(jī)片的八面體層數(shù)會(huì)導(dǎo)致光致發(fā)光能量的增加，輻射衰減率的提高以及光穩(wěn)定性的顯著提高。該概念也適用于錫基鈣鈦礦納米板的選擇性合成，這表明所觀察到的動(dòng)力學(xué)控制效果應(yīng)具有普遍性，因此有望在2D鈣鈦礦材料領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
發(fā)光材料與器件學(xué)術(shù)QQ群：529627332Jin-Tai Lin, et al. A Universal Approach for Controllable Synthesis of n‐Specific Layer 2D Perovskite Nanoplates. Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202016022https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202016140
7. Angew.: Cu-CHA上低溫NH3-SCR的氧化還原機(jī)理
Cu-CHA是目前用于車輛應(yīng)用中氮氧化物選擇性催化還原(SCR)的最先進(jìn)催化劑。盡管進(jìn)行了廣泛的研究，但目前的機(jī)理仍不清楚，例如SCR工作條件下活性Cu離子的性質(zhì)和反應(yīng)途徑。有鑒于此，意大利米蘭理工大學(xué)Enrico Tronconi和浙江大學(xué)高翔等人，通過(guò)化學(xué)捕集技術(shù)，瞬態(tài)響應(yīng)方法，紫外-可見-近紅外光譜以及基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析和密度泛函理論計(jì)算的建模工具，探討了Cu-CHA低溫(LT)下SCR的氧化還原機(jī)制。1）研究表明，LT‐SCR的還原半衰期（RHC）速率對(duì)Cu II呈二次依賴關(guān)系，因此對(duì)基于孤立Cu II離子的單位點(diǎn)機(jī)理提出了質(zhì)疑。2）相反，提出了一種Cu II對(duì)介導(dǎo)的LT-RHC途徑，其中NO氧化活化為可移動(dòng)的亞硝酸鹽前體中間體導(dǎo)致了Cu II的還原。總之，該工作首次突出了雙核銅配合物在LT-SCR的氧化部分和RHC級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的作用。
Wenshuo Hu et al. On the Redox Mechanism of Low‐Temperature NH3‐SCR over Cu‐CHA: A Combined Experimental and Theoretical Study of the Reduction Half Cycle. Angew., 2021.DOI: 10.1002/anie.202014926https://doi.org/10.1002/anie.202014926
8. Angew：酶激活的DNAzyme傳感器用于對(duì)金屬離子進(jìn)行細(xì)胞選擇性成像
由于細(xì)胞內(nèi)金屬離子在許多細(xì)胞過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，因此人們對(duì)于細(xì)胞內(nèi)金屬離子的成像有著濃厚的研究興趣。目前的挑戰(zhàn)是如何開發(fā)一種化學(xué)方法以對(duì)金屬離子進(jìn)行細(xì)胞選擇性成像。國(guó)家納米科學(xué)中心李樂(lè)樂(lè)研究員首次報(bào)道了一種酶激活的DNAzyme傳感技術(shù)，該技術(shù)能夠在體內(nèi)外區(qū)分腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞中的金屬離子信號(hào)。1）實(shí)驗(yàn)利用工程化阻斷序列來(lái)抑制傳統(tǒng)的DNAzyme傳感器的傳感活性，該阻斷序列包含一個(gè)可被癌細(xì)胞特異性酶所剪切的堿基位點(diǎn)，因此其活性可選擇性地被癌細(xì)胞中的酶恢復(fù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子的傳感。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該DNAzyme傳感器不僅能夠通過(guò)酶激活途徑對(duì)金屬離子進(jìn)行癌細(xì)胞選擇性傳感和成像，而且還可以在荷瘤小鼠體內(nèi)對(duì)它的金屬離子傳感活性進(jìn)行精確控制。因此，該生物傳感技術(shù)也為探索不同金屬離子在特定疾病中的生物作用提供了一個(gè)高效的研究工具。
生物醫(yī)藥學(xué)術(shù)QQ群：1033214008Deyu Yi. et al. An Enzyme-Activatable Engineered DNAzyme Sensor for Cell-Selective Imaging of Metal Ions. Angewandte Chemie International Edition. 2020DOI: 10.1002/anie.202015979https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202015979
9. Angew：控制溶液態(tài)聚合物聚集體的動(dòng)力學(xué)用于實(shí)現(xiàn)聚合物半導(dǎo)體的高效n摻雜
聚合物半導(dǎo)體的摻雜通常受到聚合物和摻雜劑之間的相容性問(wèn)題的限制。盡管人們通過(guò)化學(xué)修飾來(lái)提高聚合物半導(dǎo)體的相容性，但n型摻雜的聚合物半導(dǎo)體的電導(dǎo)率通常在10 S cm?1以下。近日，北京大學(xué)雷霆研究員報(bào)道了一種新策略，通過(guò)調(diào)節(jié)共軛聚合物的溶液態(tài)聚集體來(lái)克服相容性問(wèn)題。1）研究人員采用LUMO能級(jí)為-4.0 eV的n型供體-受體（DA）聚合物P(PzDPP-CT2)和常用的n型摻雜劑N-DMBI。研究發(fā)現(xiàn)，共軛聚合物的溶液態(tài)（solution-state）聚集體不僅隨溶劑和溫度的變化而變化，而且隨溶液老化時(shí)間的變化而變化。對(duì)溶液態(tài)聚合物聚集體的調(diào)控可以直接影響其固態(tài)微結(jié)構(gòu)和與摻雜劑的相容性。2）結(jié)果表明，n型摻雜的P(PzDPP-CT2)具有高達(dá)32.1 S cm?1的高一個(gè)數(shù)量級(jí)的電導(dǎo)率，在溶液處理的n摻雜聚合物半導(dǎo)體中位居前列。此外，使用相同的策略，N2200的電導(dǎo)率也增加了一倍，這表明該策略可能適用于其他不同類型的共軛聚合物。研究工作突出了揭示聚合物聚集體的動(dòng)力學(xué)以及對(duì)固態(tài)微結(jié)構(gòu)和摻雜效率的影響的重要性。
光電器件學(xué)術(shù)QQ群：474948391Miao Xiong, et al, Efficient n-Doping of Polymeric Semiconductors through Controlling the Dynamics of Solution-State Polymer Aggregates, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202015216https://doi.org/10.1002/anie.202015216
10. Angew：MOF基超強(qiáng)乙炔納米阱用于高效分離C2H2/CO2
在過(guò)去的幾十年中，具有開放金屬位點(diǎn)的多孔材料被廣泛研究用于分離各種氣體混合物。然而，與多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)相比，目前的開放金屬位點(diǎn)在分離物理特性非常相似的C2H2/CO2等具有挑戰(zhàn)性的混合氣體方面表現(xiàn)出一定的局限性。近日，美國(guó)北德克薩斯州大學(xué)馬勝前教授，蘇州大學(xué)Zheng Niu報(bào)道了一種基于多重結(jié)合作用的新型超強(qiáng)C2H2“納米陷阱”，以有效捕獲C2H2分子并分離C2H2/CO2混合物。1）研究人員采用H2ATC（1，3，5，7-金剛烷四羧酸）配體與硝酸銅的水熱反應(yīng)合成了ATC-Cu（Cu2(ATC)）。結(jié)構(gòu)表征顯示，ATC-Cu中四個(gè)Cu-槳輪次級(jí)構(gòu)筑單元（SBU）通過(guò)ATC配基連接在一起，構(gòu)成一個(gè)4，4坐標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)。沿b軸和c軸可以觀察到由相對(duì)相鄰的Cu-槳輪和4.43×5.39 ? （減去范德華半徑后）的脂肪族烴腔形成的矩形通道。當(dāng)減去范德華半徑后，相鄰Cu-槳輪之間的Cu-Cu距離僅為4.43 ?，從而在該區(qū)域內(nèi)提供了相當(dāng)大的雙勢(shì)配位相互作用，有望為乙炔產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)大的結(jié)合位點(diǎn)。此外，ATC-Cu中的脂肪族碳?xì)浠衔锟涨痪哂?2個(gè)向內(nèi)的氫原子，這些氫原子之間的平均距離較短（3.5 ?），空腔的中心為C2H2提供了另一個(gè)潛在的吸附位點(diǎn)。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ATC-Cu基超強(qiáng)乙炔納米陷阱對(duì)C2H2的基準(zhǔn)Qst為79.1kJ mol-1，在1×10-2 bar處的純C2H2吸附量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的2.54 mmol g-1，具有最高的C2H2/CO2的選擇性（53.6），因而成為捕獲C2H2和分離C2H2/CO2的新基準(zhǔn)材料。3）研究人員利用原位單晶X射線衍射，揭示了C2H2分子在MOF基納米陷阱中的位置，并確定了與C2H2強(qiáng)相互作用的多個(gè)結(jié)合位點(diǎn)。該研究工作不僅提供了一種創(chuàng)紀(jì)錄的C2H2吸附劑，而且提出了一種基于協(xié)同效應(yīng)構(gòu)建高效分離材料的新途徑。
多孔材料學(xué)術(shù)QQ群：813094255Zheng Niu, et al, A MOF-based Ultra-Strong Acetylene Nano-trap for Highly Efficient C2H2/CO2 Separation, Angew. Chem. Int. Ed., 2021DOI: 10.1002/anie.202016225https://doi.org/10.1002/anie.202016225
11. Angew：長(zhǎng)程鐵磁性活化的MoS2單層中的單原子層催化：超越單原子催化
具有完全活化的基底原子的單原子層催化劑有望為單原子催化劑的低負(fù)載密度瓶頸提供最終解決方案。近日，中科大韋世強(qiáng)教授，孫治湖，Wensheng Yan報(bào)道了一種策略，通過(guò)摻雜Co離子來(lái)誘導(dǎo)長(zhǎng)程鐵磁有序，從而活化單層MoS2的大部分基底原子位點(diǎn)。1）原位同步輻射顯微紅外光譜和電化學(xué)測(cè)試表明，該策略可以活化鐵磁單層膜中50%以上的惰性基面上的S原子用于析氫反應(yīng)（HER）。單個(gè)基底位點(diǎn)的活性與邊緣位點(diǎn)的活性相當(dāng)。2）由于活性位點(diǎn)的密度大大增加，片上微電池測(cè)試結(jié)果顯示，Co-MoS2單層膜在137 mV的過(guò)電位下的電流密度達(dá)到10 mA cm-2，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量活度為28571 A g-1，比多層膜高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。該單層膜的交換電流密度為75 μA cm-2，超過(guò)了目前報(bào)道的大多數(shù)MoS2基催化劑。3）實(shí)驗(yàn)表征和理論計(jì)算結(jié)果顯示，基面S原子的活化是由于d電子的自旋態(tài)離域和費(fèi)米能級(jí)附近S-p電子密度的增加，從而促進(jìn)了基面S原子的氫吸附能力。
納米催化學(xué)術(shù)QQ群：256363607Hengli Duan, et al, Single-atom-layer catalysis in MoS2 monolayer activated by long-range ferromagnetism: beyond the single-atom catalysis, Angew. Chem. Int. Ed.DOI: 10.1002/anie.202014968https://doi.org/10.1002/anie.202014968
12. Nano Research: 室溫下探索H2O介導(dǎo)的HCHO光氧化的反應(yīng)途徑
光氧化為去除HCHO的主要室內(nèi)污染物提供了一種有希望的策略，而潛在的光氧化機(jī)制仍不清楚，尤其是H2O分子的確切作用。有鑒于此，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)謝毅院士和孫永福教授等人，利用原位光譜技術(shù)揭示了H2O介導(dǎo)的HCHO光氧化機(jī)理，合成的有缺陷的Bi2WO6超薄薄片在室溫下借助于水實(shí)現(xiàn)了HCHO的高速率光氧化。1）設(shè)計(jì)構(gòu)建了一種具有明確結(jié)構(gòu)和均一活性位點(diǎn)的缺陷態(tài)半導(dǎo)體超薄納米片作為研究模型，并借助多種時(shí)間分辨的原位表征技術(shù)，在原子水平上揭示了水參與的光催化甲醛氧化機(jī)理。2）原位電子順磁共振實(shí)驗(yàn)證實(shí)了?OH自由基的存在，其可能是由光生空穴氧化水生成的。同步輻射真空紫外光電離質(zhì)譜和H218O同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)直接證明了形成的?OH自由基是產(chǎn)物CO2中氧原子的來(lái)源。3）原位傅立葉變換紅外光譜表征結(jié)果證實(shí)HCOO*基團(tuán)是主要的氧化中間體。密度泛函理論計(jì)算進(jìn)一步揭示了?OH的形成過(guò)程是限速步驟，有力地證明了H2O在促進(jìn)HCHO光氧化中的關(guān)鍵作用。總之，該工作首先清楚地揭示了H2O介導(dǎo)的HCHO光氧化機(jī)理，有望在環(huán)境條件下高效去除室內(nèi)HCHO。
光催化學(xué)術(shù)QQ群：927909706Weiwei Shao et al. Probing reaction pathways for H2O-mediated HCHO photooxidation at room temperature. Nano Research, 2020.DOI: 10.1007/s12274-020-3205-yhttps://doi.org/10.1007/s12274-020-3205-y
