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納米前沿最新集錦20180611
納米人 2021-02-25

 1. Nat.Chem.: 碳酸鹽礦離子交換制備鈣鈦礦

Tim Holtus等人模擬生物礦化過程,以BaCO3為起始材料,在Pb(NO3)2溶液中置換陽離子得到PbCO3,進一步在120℃下與甲基鹵化銨鹽共加熱變可以得到CH3NH3PbX3,其晶化程度和形貌都可以得以保存,如螺旋形,花型等等,此外其他碳酸鹽如CaCO3, SrCO3等也可以在同樣條件下轉化為晶化的鈣鈦礦半導體。


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Tim Holtus, Willem L. Noorduim, et al. Shape-preserving transformation of carbonate minerals into lead halide perovskite semiconductors based on ion exchange/insertion reactions Nature Chemistry (2018) doi:10.1038/s41557-018-0064-1

 

2. Nature Mat. 模型化電化學催化

Firas Faisal等人通過表面科學方法制備并表征了具有確定原子組成和結構的Pt/Co3O4(111)模型化催化劑,在其結構保持不變的情況下可以便捷地轉移到電化學液相電解質中進行電催化反應。他們以此作為模型并借助原位IRXPS等譜學表征手段,研究了Pt尺寸效應,以及界面效應對于電催化CO氧化反應的影響。發現其界面處正價態和金屬態的Pt對催化性能有較大影響。該方法為電化學模型化研究提供了有效的研究方法。


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Firas Faisal, Olaf Brummel, J?rg Libuda, et al. Electrifying model catalysts for understanding electrocatalytic reactions in liquid electrolytes Nature Materials, DOI: 10.1038/s41563-018-0088-3

  

3. Nature Mat. 全局離域電子導電MOF

Michael L. Aubrey等人以Fe2(BDP)3BDP2? = 1,4-benzenedipyrazolate)作為初始材料,用K(C10H8)將其部分還原得到KxFe2(BDP)3 (x = 0 - 2),通過電學測試,M?ssbauerXPS等譜學測試以及單晶field-effect transistor 測試發現部分還原的Fe使得MOF的導電性提高了10000倍,其中的離域電子可以在整個MOF骨架中離域。提供了一種理想的多孔導電材料。


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Michael L. Aubrey, Gary J. Long, PeidongYang, Jeffrey R. Long, et al. Electron delocalization and charge mobility as a function of reduction in a metal–organic framework Nature Materials (2018) doi:10.1038/s41563-018-0098-1

 

4. JACSPt表面修飾PdFe@Pd增強ORR

Yin Xiong等人通過熱解,H2還原促使表面富集以及進一步Galvanic取代的方法制備了Pt表面修飾的Pd0.58Fe0.42/C,其中Pt的含量僅1 at.%,其ORR E1/20.866 V vs RHE,其PtPd合計的質量比活性比Pt/C70%,若僅計算Pt則比Pt/C14倍。結合EDX和計算投入物料比發現其中Pt并非單層或者多層修飾形成Pt殼層,而僅僅是在表面Pd層中修飾了少量Pt(作者同時提醒小心對待EDX數據對于結構的分析)。這種結構比表面形成Pt殼層性能更好且Pt用量更低。


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Yin Xiong, He?ctor D. Abrun?a, et al. Pt-Decorated Composition-Tunable Pd?Fe@Pd/CCore?Shell Nanoparticles with Enhanced Electrocatalytic Activity toward the Oxygen Reduction Reaction J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.8b03365

 

5. Angew:金屬摻雜Ti-MOF光催化

Javier等人以多種Ti化合物作為前驅體在同時含有Ca(或者Mn)前驅體和配體benzene-1,3,5-tricarboxylicacidDMF中,經溶劑熱可以一步合成得到克級的金屬離子摻雜的Ti-MOF MUV-10,其中Ti和金屬離子的位置結構確定。并且在強堿下結構仍可以保持穩定。這種混合陽離子前驅體摻雜效率遠高于后摻雜的方法,其摻雜率可達50%。其中MUV-10(Mn)300 W Xe等下光催化H2O-CH3OH生成H2的效率可達6500 μmol/g/day.


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Javier Castells-Gil, Natalia M. Padial, Carlos Marti-Gastaldo, et al. Chemical Engineering of Photoactivity in HeterometallicTitanium–Organic Frameworks by Metal Doping Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201802089

 

6. Angew:結構明確的Ag6@Ti16-oxo納米簇

Shuai Chen等人將AgTi的前驅體以及配體1,5-pentanedioic acid和苯甲酸混合后分別在80℃和室溫下結晶后便分別得到了兩種Ag6@Ti16-oxo納米簇PTC-47PTC-48,該簇合物由兩層Ti8O40環包裹的Ag6組成。兩種晶體中的Ag具有不同的結構,使得兩種簇合物表現出不同的光限幅效率。其中PTC-474×10-4 M濃度下就可以將532 nm激光的透過率降低43%,在非線性光學器件中有潛在應用價值。


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Shuai Chen, Lei Zhang, Jian Zhang, et al.Atomically Precise Multimetallic Semiconductive Nanoclusters with OpticalLimiting Effects Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201804569

 

7. Angew:2D自由基COF

Shaofei Wu等人在液相下將triethynylpolychlorotriphenylmethane炔基化后進一步通過炔基之間的偶聯得到了具有晶化結構的PTM-H-COF。將該COF進行氧化后便得到表現出抗鐵磁性的穩定的自由基COFPTM-CORF。其中交換作用為 J=- 375 cm-1.此外該CORF具有較低的LUMO軌道和較小的禁帶寬度,使得這種材料在電催化ORR反應中表現出較高的催化性能。


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Shaofei Wu, Jishan Wu, et al. TowardTwo-Dimensional p-Conjugated Covalent Organic Radical Frameworks Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201801998

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