1. JACS:單層MoS2和WS2制備!
在MoS2和WS2等TMDC的剝離實(shí)驗(yàn)中常用吡絡(luò)烷酮類溶劑的插層作用得到單層的TMDC,但是這類溶劑具有較高的沸點(diǎn)和毒性而限制大規(guī)模使用。而其它的一些極性溶劑只能與邊緣位點(diǎn)發(fā)生相互作用無法抗衡層間相互作用使得剝離效率較差。本文通過減小WS2或者M(jìn)oS2的尺寸,增加邊緣位點(diǎn)所占比例,可以在乙醇或者水中實(shí)現(xiàn)高效的剝離。在乙醇中可以得到21%的單層MoS2,18%的單層WS2。通過這種方法得到的單層WS2在光解水制氫的性能甚至高于Pt。
參考文獻(xiàn):Engineering the Edges of MoS2 (WS2) Crystals for Direct Exfoliation intoMonolayers in Polar Micromolecular Solvents. J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.6b08096
2. Angew:單原子Rh/ZnO催化氫甲?;?!
制備了一種單原子Rh/ZnO催化劑,有望取代氫甲?;磻?yīng)中常用的均相催化劑。研究發(fā)現(xiàn),Rh基本處于金屬態(tài),其TON高達(dá)40000,遠(yuǎn)大于Wilkinson催化劑的19000,并且相比于其他納米顆粒的Rh催化劑,其活性要高兩個(gè)數(shù)量級。此外,該催化劑套用4次未見明顯失活。
參考文獻(xiàn):Hydroformylationof Olefins by a Rhodium Single-Atom Catalyst with Activity Comparable toRhCl(PPh3)3. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/anie.201607885
3. Angew:CO2電催化還原選擇性!
通過控制Ag的沉積速率得到了不同表面粗糙度的電極。在CO2的電催化還原過程中,不同介孔結(jié)構(gòu)、不同粗糙度的電極可以使得CO的法拉第效率由5%提高到>80%。研究發(fā)現(xiàn),這種選擇性的提高是由介孔結(jié)構(gòu),而非電極表面性質(zhì)所影響。通過改變孔道的結(jié)構(gòu)可以調(diào)控電解質(zhì)的傳質(zhì)性質(zhì),不僅可以抑制H+的還原,還可以大幅提高CO2的還原,最終使得CO的法拉第效率提高。
參考文獻(xiàn):Tuning of SilverCatalyst Mesostructure Promotes Selective Carbon Dioxide Conversion into Fuels. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/anie.201607942
4. Angew:光解水產(chǎn)氫!
通過分部沉積的方法得到富Ga相和富In相的雙層(ZnSe)0.85(CuIn0.7Ga0.3Se2)0.15,相比于成分均勻的單層PEC膜,其光解水產(chǎn)氫效率可以提高約1倍:在0 VRHE的電流密度達(dá)12mA/cm2,在0.45 VRHE的光解水產(chǎn)氫效率高達(dá)3.6%。研究發(fā)現(xiàn),這種雙層膜具有更高的量子產(chǎn)率(在400-600nm 約60% ICPE),該研究首次在固-固界面研究了電子束感生電流electron-beam-induced current (EBIC),發(fā)現(xiàn)雙層膜具有更均勻的感生電流分布,說明這種膜具有更好的載流子分離效率。
參考文獻(xiàn):EnhancedHydrogen Evolution under Simulated Sunlight from Neutral Electrolytes on (ZnSe)0.85(CuIn0.7Ga0.3Se2)0.15Photocathodes Prepared by a Bilayer Method. Angew. Chem. Int. Ed. 2016,DOI: 10.1002/anie.201609202
5. Angew:Pt納米顆粒尺寸效應(yīng)!
報(bào)道了0.7-5.3 nm Pt 納米顆粒在催化喹啉氫化反應(yīng)中TOF與尺寸呈火山型曲線關(guān)系。通過XAS,XPS,1H NMR等表征發(fā)現(xiàn), Pt 納米顆粒尺寸越小,d-band center越多增加,這對H2和底物喹啉在Pt 納米顆粒表面的吸附強(qiáng)弱直接相關(guān):2.4nm 和 5.3nm的Pt 納米顆粒對喹啉幾乎不吸附,0.7nm的Pt 納米顆粒對H的吸附太強(qiáng)導(dǎo)致無法活化進(jìn)行反應(yīng),而1.2nm Pt 納米顆粒對二者的吸附適中。
參考文獻(xiàn):Explaining the Size Dependence in Platinum-Nanoparticle-Catalyzed Hydrogenation Reactions. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, DOI: 10.1002/anie.201609663
6. JACS:非共價(jià)鍵影響催化選擇性!
實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn),在Au(111)和Au 納米顆粒表面催化的甲醇與不同取代基醇的酯化反應(yīng)中,取代基與Au表面的非共價(jià)鍵作用會(huì)影響催化反應(yīng)的選擇性。作者認(rèn)為,如果選擇性與非共價(jià)鍵作用無關(guān),則兩種醇之間的反應(yīng)最高的選擇性所對應(yīng)的投料比應(yīng)該是1:1,然而實(shí)驗(yàn)中這種選擇性最高的投料中甲醇需要大大過量。理論計(jì)算表明,C鏈長度,不飽和建,支鏈數(shù)目等,都會(huì)影響醇鹽在Au表面的吸附強(qiáng)弱,進(jìn)而影響表面覆蓋度,最終影響反應(yīng)的選擇性。
參考文獻(xiàn):NoncovalentBonding Controls Selectivity in Heterogeneous Catalysis: Coupling Reactions on Gold. J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.6b09450
7. Nat. Mat. 光解水OER!
通過O2等離子體增強(qiáng)的ALD(PE-ALD)得到的Co3O4/Co(OH)2與p+n-Si形成的穩(wěn)定的膜,可以得到迄今為止最好的光解水OER性能。研究發(fā)現(xiàn),通過這種PE-ALD先在Si表面沉積一層Co3O4可以有效地形成雙效界面,這一界面具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,可以防止在反應(yīng)過程中從Si表面的脫落。而后在Co3O4上低溫條件下沉積一層CO(OH)2可以大幅提高OER活性位點(diǎn)。與傳統(tǒng)方法不同這層Co(OH)2并不會(huì)在干燥氣氛下脫水失活。因而得到的這種光電極材料具有超高的OER活性和穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn):Amultifunctional biphasic water splitting catalyst tailored for integration withhigh-performance semiconductor photoanodes. NATURE MATERIALS DOI: 10.1038/NMAT4794
8. JACS:FASnI3太陽能電池!
通過在介孔TiO2上覆蓋一層ZnS層形成串聯(lián)結(jié)構(gòu),相比于單純的TiO2可大幅提高開路電壓和PCE。最優(yōu)條件下的PCE為5.27%,開路電壓為0.38V,電流密度為23.09mA/cm2,填充因子達(dá)60.01%。通過PL和EIS研究發(fā)現(xiàn),ZnS的引入可以大幅減少界面處載流子的復(fù)合,從而提高電子傳輸效率。
參考文獻(xiàn):TiO2–ZnS Cascade Electron Transport Layer for Efficient Formamidinium Tin IodidePerovskite Solar Cells. J. Am. Chem. Soc DOI: 10.1021/jacs.6b08790
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