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?7篇AM,中山、北化工、北理工、南理工、合工大、溫大等成果速遞丨頂刊日報20220120
納米人 2022-01-21
1. Joule:不對稱給體-受體分子調(diào)控的核-殼-溶劑化電解質(zhì)用于高電壓水系電池

含鹽水溶液比常規(guī)的水溶液顯示出更寬的電化學(xué)窗口,但在<1.9 V(vs. Li+/Li)時仍會發(fā)生明顯的析氫反應(yīng)(HER)。據(jù)報道,引入有機(jī)化合物可以緩解HER副反應(yīng),但所有報道的有機(jī)添加劑都是易燃的,不可避免地會損害安全性能。近日,西湖大學(xué)王建輝,劉仕報道了提出一種通過與不可燃的不對稱供體-受體分子雜化來獲得寬電化學(xué)窗口的水電解質(zhì)的簡單而有效的方法。

本文要點:
1)選擇甲基尿素(MU)主要基于三個方面:1)MU是一種不可燃、廉價、低毒的物質(zhì),它的引入最大限度地繼承了水電解質(zhì)的低成本、環(huán)境友好和高安全性的特點;2)MU具有既可作為氫鍵供體又可作為氫鍵受體的官能團(tuán):羰基供體基團(tuán)可與Li+陽離子或水配位,而酰胺受體基團(tuán)也可與TFSI-陰離子或水相互作用,通過它們可以調(diào)節(jié)電解液的溶液結(jié)構(gòu)以及電解液-電極界面化學(xué);3)MU具有不對稱的分子結(jié)構(gòu),這可以進(jìn)一步提高LiTFSI鹽在電解質(zhì)中的溶解度,但不會增加成本,價格比一些用于增加Li/H2O摩爾比的不對稱鹽要低得多。
2)通過簡單地將MU、LiTFSI和H2O混合在一起,研究人員制備了一種具有特殊的核-殼狀溶劑化結(jié)構(gòu)的全不可燃有機(jī)/水混合電解質(zhì),其電化學(xué)穩(wěn)定窗口為4.5 V。采用這種新型電解液,實現(xiàn)了一種高能量密度搖椅NbO2|LiMn2O4全電池低倍率和高倍率的穩(wěn)定充放電循環(huán)。在苛刻的測試條件下,電解液負(fù)載量低,無過剩鋰源(正負(fù)容量比[N/P]≥1),無電極預(yù)涂覆,負(fù)極和正極均采用傳統(tǒng)的鋁集流體。

這種獨特的電解液設(shè)計將不可燃的不對稱供體-受體分子與水溶液相結(jié)合,真正繼承了水溶液的高安全性,同時顯著拓寬了電化學(xué)穩(wěn)定窗口,推動了安全、廉價、高能量密度的水溶液電池的發(fā)展,而不局限于鋰離子。
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Lin et al., Asymmetric donor-acceptor molecule-regulated core-shell-solvation electrolyte for high-voltage aqueous batteries, Joule (2022)
DOI:10.1016/j.joule.2022.01.002
https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.01.002

2. Matter:具有毛細(xì)管效應(yīng)的SnS2 SERS超靈敏傳感器用于識別SARS-CoV-2的傳染性

當(dāng)前COVID-19的大流行使得開發(fā)超敏感表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)基底以識別SARS-CoV-2病毒粒子在實際環(huán)境中的傳染性變得尤為迫切和重要。有鑒于此,中科院上海硅酸鹽研究所楊勇研究員開發(fā)了一種微米大小的球形SnS2,其具有“納米峽谷”形貌的多級納米結(jié)構(gòu),能夠作為半導(dǎo)體基SERS基底,并且其對于亞甲基藍(lán)的檢測限極低(10-13 M),這也是目前已被報道的純半導(dǎo)體基SERS基底的最高靈敏度之一。
 
本文要點:
1)這種超高的SERS靈敏度源于毛細(xì)管效應(yīng)引發(fā)的分子富集以及晶格應(yīng)變和硫空位促進(jìn)的電荷轉(zhuǎn)移化學(xué)增強(qiáng)的協(xié)同作用。
2)基于此,實驗設(shè)計了一種基于超敏感SnS2基底的兩步SERS診斷方法,其可通過SARS-CoV-2 S蛋白和RNA的SERS信號識別標(biāo)準(zhǔn)來診斷SARS-CoV-2的傳染性,并且可以準(zhǔn)確識別在實際環(huán)境中非感染性裂解的SARS-CoV-2病毒粒子,而這也是目前PCR方法所無法做到的。
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Yusi Peng. et al. Identifying infectiousness of SARS-CoV-2 by ultra-sensitive SnS2 SERS biosensors with capillary effect. Matter. 2022
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238521006214

3. AM:腹膜啟發(fā)的Janus多孔水凝膠用于腹壁缺損的治療

用于無張力修復(fù)手術(shù)的植入式補(bǔ)片有利于對內(nèi)部軟組織缺損的治療。然而,目前臨床使用的補(bǔ)片往往不能同時達(dá)到抗變形、抗粘連和促愈合的效果,因此也會導(dǎo)致手術(shù)效果不夠理想。受腹膜啟發(fā),中山大學(xué)吳丁財教授、Hui Wang、Bingna Zheng和Rongkang Huang通過基于自上而下溶劑交換的簡單策略開發(fā)了一種具有良好生物相容性的新型Janus多孔PVA水凝膠(JPVA水凝膠),并將其用于實現(xiàn)對內(nèi)部軟組織缺損的高效修復(fù)。
 
本文要點:
1)JPVA水凝膠底部密實多孔、光滑,能最大限度減少成纖維細(xì)胞的粘附,并且不會觸發(fā)任何內(nèi)臟粘附。此外,其松散的細(xì)胞外基質(zhì)樣多孔、粗糙的頂面則能夠顯著提高成纖維細(xì)胞的粘附和組織生長,實現(xiàn)對上腹壁缺損的有效治療,其效果也優(yōu)于商用的PP和PCO補(bǔ)片。
2)實驗結(jié)果表明,該JPVA水凝膠具有獨特的抗膨脹性能(膨脹比為6.4%)和持久的抗變形性能,其在PBS中浸泡14天后仍能保持較高的機(jī)械強(qiáng)度,并且能在內(nèi)部潮濕的環(huán)境下對最大腹部壓力保持耐受性。綜上所述,該研究開發(fā)的JPVA水凝膠貼片集抗粘連、促愈合和抗變形等性能于一體,在實現(xiàn)內(nèi)臟軟組織缺損的有效修復(fù)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
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Weiwen Liang. et al. Peritoneum-inspired Janus porous hydrogel with anti-deformation, anti-adhesion and pro-healing characteristics for abdominal wall defect treatment. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202108992
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202108992

4. AM:一種在Li-S電池中可用于高效多硫化物捕集-擴(kuò)散-催化的高電導(dǎo)率一維π-d共軛金屬-有機(jī)骨架

多硫化鋰(LiPS)中間物的穿梭效應(yīng)和緩慢的轉(zhuǎn)化動力學(xué)是阻礙鋰硫電池(LSBs)實用化的主要因素。近日,加泰羅尼亞能源研究所Andreu Cabot,溫州大學(xué)侴術(shù)雷教授,加泰羅尼亞納米科學(xué)與納米技術(shù)研究所Jordi Arbiol,北京化工大學(xué)徐明報道了合理設(shè)計、工程化、表征和測試了一種高導(dǎo)電性的一維(1D)Ni-MOF,并將其作為LSB的高效硫主體材料。

本文要點:
1)在1D Ni-MOF材料中,π-d雜化導(dǎo)致了高密度電子離域,進(jìn)而實現(xiàn)了材料的金屬特性。Ni-MOF-1D的高電導(dǎo)率使其克服了S、Li2S和大多數(shù)極性S基電極的絕緣特性。此外,Ni-MOF-1D與LiP之間的強(qiáng)相互作用在很大程度上阻止了LiPS在電解液中的溶解。同時,在該結(jié)構(gòu)中,Ni-N配位中心作為雙功能電催化劑,分別在放電和充電過程中促進(jìn)Li2S的形成和分解。
2)實驗結(jié)果顯示,S@Ni-MOF-1D具有令人印象深刻的倍率性能(8 C下575 mAh g?1),以及優(yōu)異的長期循環(huán)穩(wěn)定性,在3 C下的1000次循環(huán)中,容量衰減幅度僅為0.018%。即使在6.7 mAh cm?2的高硫負(fù)載量下,S@Ni-MOF-1D正極也提供了6.63 mAh cm?2的高面容量,可以滿足商用鋰離子電池(4mAh cm?2)的需求。

本工作證明了Ni-MOF-1D是一種優(yōu)良的硫載體,可作為多功能多硫化物調(diào)節(jié)劑,化學(xué)吸附LiPS,加速Li+擴(kuò)散,并催化LiPS轉(zhuǎn)化反應(yīng)。更廣泛地說,這項工作提供了新的見解,加深了人們對π-d共軛MOF的理解,并展示了它們作為LSB正極主體材料的巨大潛力。
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Dawei Yang, et al, A High Conductivity One-Dimensionalπ-d Conjugated Metal-Organic Framework with Efficient Polysulfide Trapping-Diffusion-Catalysis in Lithium-Sulfur Batteries, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202108835
https://doi.org/10.1002/adma.202108835

5. AM:動態(tài)插水/脫插層穩(wěn)定水溶液中的層狀結(jié)構(gòu)
水系鋰離子電池(ALIBs)以其不可燃的特性用于大規(guī)模儲能而備受關(guān)注。然而,層狀正極材料(如LiCoO2)在ALIBs中表現(xiàn)出嚴(yán)重的容量衰減。目前,關(guān)于層狀正極材料在ALIBs中的降解機(jī)理尚不清楚,開發(fā)提高循環(huán)穩(wěn)定性的有效策略仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

近日,南京理工大學(xué)夏暉教授,Junwu Zhu報道了以LiCoO2為例,證明了水溶液中的H+攻擊可以通過層狀到尖晶石的相變來破壞層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為了緩解這一問題,在CoO2層中開發(fā)了LiO5金字塔結(jié)構(gòu)的Li過剩Li1+tCo1-tO2-t,其在充電過程中從(001)面產(chǎn)生開放的溝道,允許在層狀結(jié)構(gòu)中動態(tài)地插入/脫出水。

本文要點:
1)Li過剩的Li1.08Co0.92O1.92在1 M Li2SO4水溶液中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大大提高,在中性水溶液中循環(huán)1000次后容量保持率高達(dá)70%左右。
2)研究發(fā)現(xiàn),Li過剩的Li1.08Co0.92O1.92的表面區(qū)優(yōu)先發(fā)生動態(tài)水插層/脫插層,形成保護(hù)層,抑制了層狀-尖晶石相變和Co的溶解。研究人員推測層間水分子可以緩解H+攻擊對Co-O鍵的削弱,降低Co的遷移能力,提高Li過剩Li1.08Co0.92O1.92的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

研究表明,結(jié)晶水對層狀材料在水溶液中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有深遠(yuǎn)的影響,為控制層狀結(jié)構(gòu)中的水插層提供了有效的結(jié)構(gòu)調(diào)控策略。
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Liang Xue, et al, Stabilizing Layered Structure in Aqueous Electrolyte via Dynamic Water Intercalation/Deintercalation, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202108541
https://doi.org/10.1002/adma.202108541

6. AM:具有優(yōu)化d帶中心和增強(qiáng)的電催化析氫的CoSe2/CoP結(jié)晶-非晶界面間耦合
非晶態(tài)和異質(zhì)結(jié)材料以其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)在電催化析氫領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。此外,過渡金屬硒化物和磷化物由于其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)和成分儲量豐富等,已發(fā)展成為一種極具潛力的電催化材料,可替代貴金屬催化劑。近日,臺州學(xué)院Wenwu Zhong報道了合成了結(jié)晶-結(jié)晶和結(jié)晶-非晶態(tài)CoSe2/CoP異質(zhì)結(jié),并綜合研究了它們的微觀結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)與電催化性能的關(guān)系。

本文要點:
1)研究發(fā)現(xiàn),由于異質(zhì)結(jié)和非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的協(xié)同效應(yīng),界面處的電子耦合顯著增強(qiáng),d帶中心被深度調(diào)節(jié)。其優(yōu)化了Co的價態(tài)和H吸附,降低了HER過程的動力學(xué)勢壘,從而獲得了優(yōu)異的HER活性。此外,異質(zhì)結(jié)界面和無定形形貌充分暴露了活性中心,也使得性能得到有效改善。
2)實驗結(jié)果顯示,結(jié)晶-非晶態(tài)CoSe2/CoP異質(zhì)結(jié)HER在酸性介質(zhì)中的過電位(僅需10 Mv,即可獲得10 mA cm-2的電流密度)超過了大多數(shù)相關(guān)的Co基復(fù)合異質(zhì)結(jié)催化劑。此外,在中性介質(zhì)和堿介質(zhì)媒體中也具有競爭力。

這項工作為通過結(jié)合晶態(tài)和非晶態(tài)異質(zhì)結(jié)來優(yōu)化催化活性提供了靈感,也可以應(yīng)用于其他過渡金屬化合物電催化劑。
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Shijie Shen, et al, Crystalline-Amorphous Interfaces Coupling of CoSe2/CoP with Optimized d-band Center and Boosted Electrocatalytic Hydrogen Evolution, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202110631
https://doi.org/10.1002/adma.202110631

7. AM:高性能三元鈣鈦礦-有機(jī)太陽能電池
將二維 (2D) 鈣鈦礦結(jié)合到三維 (3D) 鈣鈦礦網(wǎng)絡(luò)中的鈣鈦礦太陽能電池相對于純 3D 系統(tǒng)表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性,但記錄的功率轉(zhuǎn)換效率 (PCE) 較低。阿克倫大學(xué)Xiong Gong亞利桑那大學(xué)Hong LiJean-Luc Bredas 邁阿密大學(xué)He Wang等人報道了通過將n型、低光學(xué)間隙共軛有機(jī)分子結(jié)合到2D:3D混合鈣鈦礦復(fù)合材料中,在實現(xiàn)增強(qiáng)的PCE、增加的穩(wěn)定性和抑制光電流滯后方面取得了突破。

本文要點:
1)由此產(chǎn)生的三元鈣鈦礦-有機(jī)復(fù)合材料在近紅外區(qū)域顯示出擴(kuò)展的吸收、改善的薄膜形態(tài)、擴(kuò)大的結(jié)晶度、平衡的電荷傳輸、有效的光致電荷轉(zhuǎn)移和抑制的反離子運(yùn)動。
2)因此,三元鈣鈦礦-有機(jī)太陽能電池的 PCE超過23%,是具有 p-i-n 器件結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的最佳PCE之一。3)此外,三元鈣鈦礦-有機(jī)太陽能電池具有顯著增強(qiáng)的穩(wěn)定性和減少的光電流滯后。所有這些結(jié)果表明,該三元鈣鈦礦-有機(jī)復(fù)合薄膜的策略為實現(xiàn)高性能鈣鈦礦太陽能電池提供了一種簡便的方法。
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Zhu, T., Shen, L., Xun, S., Sarmiento, J.S., Yang, Y., Zheng, L., Li, H., Wang, H., Bredas, J.-L. and Gong, X. (2022), High-performance ternary perovskite-organic solar cells. Adv. Mater..
DOI:10.1002/adma.202109348
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202109348

8. AM綜述:層狀氧化物材料在鈉離子電池中的發(fā)展

鈉離子電池是下一代可持續(xù)能量技術(shù)器件,在大規(guī)模能量存儲體系或者智能電網(wǎng)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。鈉的儲量巨大而且具有價格非常低的優(yōu)勢。雖然人們在層狀過渡金屬氧化物用于鈉離子電池中進(jìn)行了廣泛和深入的研究,但是目前性能達(dá)到瓶頸,因此無法進(jìn)一步提高能量密度實現(xiàn)應(yīng)用。
因此,人們發(fā)現(xiàn)陰離子氧化還原結(jié)構(gòu)能夠修飾在層狀過渡金屬氧化物的層空間內(nèi),因此能夠進(jìn)一步提高可充電電池的容量。

有鑒于此,北京理工大學(xué)吳川、白瑩、李雨等綜述報道陰離子氧化還原反應(yīng)用于改善層狀氧化物鈉離子電池的發(fā)展歷史,通過系統(tǒng)性的總結(jié)對陰離子的氧化還原作用進(jìn)行深入討論和理解。

本文要點:
1)對目前層間修飾陰離子氧化還原結(jié)構(gòu)的主要挑戰(zhàn)進(jìn)行總結(jié),對激發(fā)和穩(wěn)定陰離子氧化還原的方法和策略進(jìn)行總結(jié)。對幾種典型結(jié)構(gòu)的鈉離子層狀氧化物電極進(jìn)行總結(jié)和分類,主要依據(jù)鈉離子的含量高低分為富Na和缺Na型電極材料。總結(jié)和討論了大量的氧陰離子氧化還原表征技術(shù)的發(fā)展。
2)對目前的發(fā)展情況和未來前景和方向進(jìn)行總結(jié)和討論。
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Haixia Ren, et al, Unraveling Anionic Redox for Sodium Layered Oxide Cathodes: Breakthroughs and Perspectives, Adv. Mater. 2022, 2106171
DOI: 10.1002/adma.202106171
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202106171

9. AM綜述:納米技術(shù)策略以用于植物基因工程

合肥工業(yè)大學(xué)王峰教授和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)張照亮教授對納米技術(shù)策略以用于植物基因工程相關(guān)研究進(jìn)行了綜述介紹、
 
本文要點:
1)植物基因工程是提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性的重要手之一。由農(nóng)桿菌、生物轟擊、電穿孔和聚乙二醇(PEG)等策略介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng)在植物基因工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。然而,這些系統(tǒng)往往存在著物種依賴、破壞植物組織、轉(zhuǎn)化效率低和成本高等局限性。近年來,研究者開發(fā)了基于納米技術(shù)的基因遞送方法以用于植物遺傳轉(zhuǎn)化。這類納米策略具有良好的轉(zhuǎn)化效率、高生物相容性、有效保護(hù)外源核酸的能力和實現(xiàn)植株再生的潛力。然而,納米材料介導(dǎo)的植物基因遞送系統(tǒng)仍處于起步階段,其廣泛應(yīng)用還面臨著許多挑戰(zhàn)。
2)作者在文中簡要介紹了植物遺傳轉(zhuǎn)化的常用技術(shù),并在此基礎(chǔ)上對納米材料基因遞送系統(tǒng)的研究進(jìn)展進(jìn)行了概述;隨后,作者討論了CRISPR-Cas介導(dǎo)的基因組編輯及其與植物納米技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,并綜述了納米材料介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)化在概念創(chuàng)新、方法和實際應(yīng)用等方面的進(jìn)展,其對于促進(jìn)植物基因工程在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用而言具有重要意義。
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Yong Yan. et al. Nanotechnology Strategies for Plant Genetic Engineering. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202106945
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202106945

10. Nano Letters:一種堅固、延展性和韌性納米晶組裝的自支撐金納米片
低維納米結(jié)構(gòu)金屬的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能一直是納米科學(xué)和納米技術(shù)快速發(fā)展領(lǐng)域的研究熱點。然而,開發(fā)堅固但延展性好的低維金屬以支持納米器件的進(jìn)一步發(fā)展,至今仍是一個挑戰(zhàn)。近日,香港城市大學(xué)Yong Yang,上海高壓科學(xué)研究中心Qiaoshi Zeng,上海大學(xué)Qing Wang報道了利用聚合物表面屈曲剝離的方法合成了一種金納米薄片,它具有一種通常在傳統(tǒng)金屬中看不到的雜化和扭曲的納米結(jié)構(gòu)。所開發(fā)的金納米片具有優(yōu)異的強(qiáng)度(高達(dá)1.2 GPa)、優(yōu)異的延展性(>50%)和優(yōu)異的斷裂韌性(>100 J/m2),優(yōu)于迄今為止所報道的各種金納米結(jié)構(gòu)。

本文要點:
1)通過大量的實驗和模擬,研究人員證明了即使在很高的流動應(yīng)力下,碳摻雜的金納米顆粒的高度畸變晶格的剪切轉(zhuǎn)變也可以與超薄的納米非晶碳共同作用,以適應(yīng)廣泛的塑性,從而獲得很好的延展性、優(yōu)異的斷裂韌性和優(yōu)異的導(dǎo)電性。
2)這些獨特的機(jī)械和電學(xué)特性使得開發(fā)的金納米片在各種領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力,例如柔性器件和可穿戴電子產(chǎn)品。
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Qing Yu, et al, Strong, Ductile, and Tough Nanocrystal-Assembled Freestanding Gold Nanosheets, Nano Lett., 2022
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04553
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04553

11. ACS Energy Lett.:精確構(gòu)建軌道耦合調(diào)制的雙原子Fe對位點用于協(xié)同CO2電還原

CO2電化學(xué)還原(CO2RR)為實現(xiàn)碳中性能量循環(huán)提供了一條誘人的途徑。單原子催化劑(SACs)在多相催化中顯示出獨特的潛力,但其結(jié)構(gòu)的簡單性使其無法打破線性標(biāo)度關(guān)系。近日,浦項加速器實驗室Kug-Seung Lee,浦項科技大學(xué)Jeong Woo Han報道了開發(fā)了一種可行的策略來精確構(gòu)建一系列具有結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)單原子和雙Fe位點錨定在氮摻雜碳基體上的電催化劑(Fe1?N?C和Fe2?N?C)。

本文要點:
1)Fe2?N?C雙原子電催化劑在更寬的應(yīng)用電位范圍內(nèi),CO法拉第效率提高了80%以上,周轉(zhuǎn)頻率更高(26637 h?1),與SAC同類催化劑相比,具有更出色的耐用性。
2)此外,研究人員在深入的實驗和理論分析的基礎(chǔ)上,闡明了Fe雙位點之間的軌道耦合減小了*CO吸附中反鍵和鍵態(tài)之間的能隙。
本研究在原子水平上對CO2RR電催化劑的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系有了新的認(rèn)識,拓展了DAC在多相電催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。
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Ying Wang, et al, Precisely Constructing Orbital Coupling-Modulated Dual-Atom Fe Pair Sites for Synergistic CO2 Electroreduction, ACS Energy Lett. 2022
DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02446
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02446

12. ACS Energy Lett.: 在鉛鹵化物鈣鈦礦/紅熒烯界面產(chǎn)生超快三重態(tài)

塊狀鹵化鉛鈣鈦礦對紅熒烯的三重態(tài)敏化最近通過三重態(tài)-三重態(tài)湮沒導(dǎo)致有效的紅外到可見光子上轉(zhuǎn)換。值得注意的是,這個過程可以在與太陽能相關(guān)的通量下發(fā)生,可能為與光伏器件的集成鋪平道路。為了進(jìn)一步提高上轉(zhuǎn)換效率,必須清楚地了解鈣鈦礦/紅熒烯界面處的基本光物理路徑,以最大限度地提取電荷。佛羅里達(dá)州立大學(xué)Lea Nienhaus等人利用超快瞬態(tài)吸收光譜來闡明在鈣鈦礦/紅熒烯界面產(chǎn)生三重態(tài)的過程。

本文要點:
1)研究結(jié)果指向基于熱載流子的三元組生成機(jī)制;鈣鈦礦中的熱激發(fā)電荷載流子在紅熒烯存在下冷卻得更快,這表明這些熱激發(fā)載流子在皮秒時間尺度上的快速提取。
2)在亞納秒時間尺度上觀察到在紅熒烯中形成三重態(tài)。
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Carl R. Conti III, et al. Ultrafast Triplet Generation at the Lead Halide Perovskite/Rubrene Interface, ACS Energy Lett. 2022, 7,617–623
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02732



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