1. Nature Commun.：電化學(xué)形成亞穩(wěn) Cu2-CuN3位點CO2還原
Cu基催化劑能夠?qū)O2轉(zhuǎn)化為多碳有機分子，但是這種催化反應(yīng)面臨著反應(yīng)活性較低、產(chǎn)物選擇性較差的缺點。由于缺乏系統(tǒng)性的多角度原位觀測技術(shù)，因此目前人們對原子尺度的催化劑結(jié)構(gòu)-催化活性關(guān)系存在爭議。有鑒于此，北京理工大學(xué)陳文星、上海同步輻射光源王宇等報道合成了一種高性能電催化CO2還原催化劑，催化劑組成為CuO簇?fù)?dān)載于摻氮碳納米片。在-1.1 V vs RHE過電勢電催化反應(yīng)中C2+產(chǎn)物的選擇性達到73 %，其中乙醇的選擇性達到51 %，對應(yīng)的部分電流密度達到14.4 mA/cm2。
本文要點：
1）通過實驗表征電催化劑在反應(yīng)過程中的結(jié)構(gòu)重組，對催化劑的結(jié)構(gòu)-催化活性關(guān)系。通過原位XAS表征、XANES擬合、準(zhǔn)原位XPS表征，發(fā)現(xiàn)于電化學(xué)電勢有關(guān)的催化劑結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，其中從分散的CuO簇轉(zhuǎn)變?yōu)槲恢玫玫絻?yōu)化的Cu2-CuN3簇，這種簇結(jié)構(gòu)催化劑位點在沒有過電勢的條件無法存在。
2）通過原位FTIR表征結(jié)合DFT計算模擬，發(fā)現(xiàn)Cu2-CuN3簇具有不對稱電子結(jié)構(gòu)，同時在CH3*吸附導(dǎo)致電子的不對稱性增強，通過這種電子不對稱結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了高效率合成乙醇。
Su, X., Jiang, Z., Zhou, J. et al. Complementary Operando Spectroscopy identification of in-situ generated metastable charge-asymmetry Cu2-CuN3 clusters for CO2 reduction to ethanol. Nat Commun 13, 1322 (2022)
DOI: 10.1038/s41467-022-29035-8
https://www.nature.com/articles/s41467-022-29035-8
2. PNAS: Pt納米立方體的Rh單原子修飾實現(xiàn)乙醇的完全電氧化
單原子催化劑（SAC）等單位點催化劑的發(fā)展已經(jīng)顯示出貴金屬利用率高、金屬載體界面性質(zhì)可調(diào)等優(yōu)點。然而，人們對于非合金金屬單原子在金屬載體上的修飾還缺乏基本的認(rèn)識。近日，加州大學(xué)圣地亞哥分校Zheng Chen，哥倫比亞大學(xué)陳經(jīng)廣教授，慶北大學(xué)Sang-Il Choi，佛羅里達農(nóng)工大學(xué)Shyam Kattel成功地在鉑（Pt）納米立方體(100)表面控制合成了分散的部分氧化的Rh單一位點（RhatO-Pt NCs）。
本文要點：
1）眾所周知，與Pt(111)和Pt(110)相比，Pt(100)表面表現(xiàn)出更高的乙醇轉(zhuǎn)化率，但由于C-C鍵斷裂動力學(xué)受阻，它更傾向于部分氧化生成乙酸（CH3COOH）。基于此，研究人員對RhatO-Pt NCs進行了EOR測試，以了解RhatO在促進乙醇氧化為CO2方面的獨特作用。此外，還制備了部分氧化的Rh團簇修飾的Pt NCs（RhclO-Pt NCs）、Pt NCs和商品化的PtC。
2）實驗結(jié)果顯示，將RhatO-Pt NCs負(fù)載于碳載體（RhatO-Pt NCs/C）后制備的催化劑在所有制備的電催化劑中表現(xiàn)出最高的EOR活性。在0.75V下，RhatO-Pt NCs/C的電流密度分別是RhclO-Pt NCs /C、Pt NCs/C和商品化PtC的1.5、4.2和11.4倍。最重要的是，RhatO的修飾使得RhatO-Pt NCs/C電催化劑能夠打破乙醇的C-C鍵，從而在創(chuàng)紀(jì)錄的低起始和寬電位區(qū)域（0.35~0.75 V）獲得>99.9%的CO2選擇性。
3）此外，紅外反射吸收光譜(IRRAS)、X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)和密度泛函理論(DFT)計算表明，Rh單原子位點可以促進C-C鍵的斷裂和*CO中間體的去除，提高了EOR性能。
工作表明，在形狀可控的納米催化劑上，部分氧化的Rhat-O活性中心是一種獨特的SAC，與傳統(tǒng)的納米催化劑相比，在EOR等復(fù)雜反應(yīng)中可以顯著提高催化劑活性和選擇性。
Qiaowan Chang, et al, Achieving complete electrooxidation of ethanol by single atomic Rh decoration of Pt nanocubes, PNAS, 2022
DOI：10.1073/pnas.2112109119
https://doi.org/10.1073/pnas.2112109119
3. Angew：Rh/CexWO3光催化劑的光誘導(dǎo)氧化還原循環(huán)實現(xiàn)高活性和穩(wěn)健的甲烷干法重整
甲烷（CH4）干法重整技術(shù)（DRM）為CH4和CO2兩種溫室氣體轉(zhuǎn)化為合成氣提供了一條有效途徑。近日，北京大學(xué)徐東升教授開發(fā)了一種用于高活性和抗焦的DRM反應(yīng)的光熱和光電催化一體化工藝。這是由一項從紫外光到可見光的光誘導(dǎo)金屬到金屬電荷轉(zhuǎn)移（MMCT）的觀察得到的啟發(fā)。
本文要點：
1）MMCT過程經(jīng)常發(fā)生在通過橋聯(lián)配體連接的兩個金屬中心之間。例如，MMCT過程存在于用于CO2還原的氧橋聯(lián)雙核ZrOCoII光催化劑中或用于CO氧化的基于Cu-[O]-Ce橋的Cu–CeO2催化劑中。
2）研究發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)計一種Rh/CexWO3光催化劑，可以觸發(fā)MMCT效應(yīng)，從而在Ce原子和W原子之間發(fā)生一個重要的氧化還原循環(huán)。這大大提高了氧從晶格氧到氧空位的遷移率，這對于DRM反應(yīng)至關(guān)重要。
3）在1.8 W cm-2 Xe光照射下，Rh/CexWO3光催化劑的析氫速率和CO析出速率分別達到88.5 mmol gRh-1 h-1和152.3 mmol gRh-1 h-1。值得注意的是，在中等光強(2.85 W cm-2)下，光-化學(xué)能量效率(LTCEE)達到了4.65%，而在相同的光強下，能量效率接近于0%。
4）機理研究表明，CexWO3表面對CO2的強吸附、氧的高遷移率以及Ce向W物種的電子轉(zhuǎn)移是其高性能的主要原因。
Yuying Yang, et al, Light-Induced Redox Looping of a Rhodium/CexWO3 Photocatalyst for Highly Active and Robust Dry Reforming of Methane, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202200567
https://doi.org/10.1002/anie.202200567
4. AM：用于促進電催化析氧的活性中心的配體調(diào)控
合理設(shè)計催化劑是解決析氧反應(yīng)（OER）緩慢動力學(xué)問題的關(guān)鍵。然而，設(shè)計這類催化劑的活性中心仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。近日，武漢理工大學(xué)麥立強教授，周亮教授報道了一種具有低結(jié)晶度、納米片狀結(jié)構(gòu)的2-甲基咪唑(MI)修飾的鈷鐵氫氧化物OER催化劑（(Fe,Co)OOH/MI）。
本文要點：
1）研究人員首先采用無溶劑熱壓工藝在泡沫鎳上均勻生長棒狀Co-MOF。隨后，將制備的Co-MOF在FeSO4溶液中浸泡數(shù)小時，得到(Fe,Co)OOH/MI納米片。最終產(chǎn)物用(Fe,Co)OOH/MI-xh表示，x表示在FeSO4溶液中的浸泡時間。最佳浸泡時間為12 h的樣品命名為(Fe,Co)OOH/MI。
2）低晶納米片狀結(jié)構(gòu)最大限度地暴露了活性中心，促進了傳質(zhì)過程，而MI調(diào)制則優(yōu)化了催化劑的電子構(gòu)型。具體而言，MI與(Fe,Co)OOH的配位減少了Fe/Co 3d和O 2p之間的軌道重疊，從而削弱了對含氧中間體的吸附，從而促進了不利的O2脫附。
3）正如預(yù)期的那樣，(Fe,Co)OOH/MI在10/100 mA cm-2時顯示出230/290 mV的超低過電位，并提供了超過155 h的耐久性，而OER催化活性衰減則可以忽略不計。
Wenzhong Huang, et al, Ligand Modulation of Active Sites to Promote Electrocatalytic Oxygen Evolution, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202200270
https://doi.org/10.1002/adma.202200270
5. AM：一種具有受控彈性的熱拉伸高導(dǎo)電性纖維
電子織物既需要導(dǎo)電性，也需要彈性恢復(fù)，就像任何紡織品一樣。然而，在一根纖維規(guī)模上實現(xiàn)這兩個要求仍然極具挑戰(zhàn)性。近日，麻省理工學(xué)院Yoel Fink報道了兩種實現(xiàn)導(dǎo)電纖維（107 S/m）達到50%伸長率，同時保持埋入金屬電極中電阻變化最小（< 0.5%）的方法。
本文要點：
1）第一種方法包括在熱拉伸彈性體纖維的空腔內(nèi)的金屬微絲中引發(fā)屈曲不穩(wěn)定性。第二種方法依賴于扭曲彈性纖維以產(chǎn)生嵌入可拉伸紗線中的螺旋金屬電極。此外，研究人員通過產(chǎn)生數(shù)十米彈性導(dǎo)電纖維的連續(xù)屈曲和扭轉(zhuǎn)裝置突出了這兩種方法的可擴展性。
2）通過實驗和分析的方法，研究人員闡明了幾何參數(shù)，如屈曲預(yù)應(yīng)變和螺旋角，以及材料的選擇，不僅控制了纖維的彈性，而且控制了纖維的楊氏模量。揭示了機械特性和電學(xué)特性之間的聯(lián)系。
3）通過編織和編織，所產(chǎn)生的纖維被用來構(gòu)建包含二極管的彈性織物，從而展示了支持光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目烧虾涂缮炜s天線的可擴展制造。
Juliette S Marion, et al, Thermally drawn highly conductive fibers with controlled elasticity, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202201081
https://doi.org/10.1002/adma.202201081
6. AM：銅-鎵金屬間化合物上結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)的表面氧化物用于超低電位下提高CO2還原為甲醇的選擇性
當(dāng)前的全球經(jīng)濟主要依賴于化石燃料的使用。盡管如此，人們總是希望有一種替代能源，這種能源應(yīng)該具有可持續(xù)、環(huán)境友好的和具有成本效益，同時能夠解決與不斷增加的人為CO2排放相關(guān)的社會環(huán)境問題等優(yōu)勢。在所有可能的技術(shù)路線中，將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值燃料和化學(xué)品的電化學(xué)二氧化碳還原反應(yīng)（eCO2RR）是一種實用的方法，可以在大氣條件下利用風(fēng)能和太陽能等可再生電力實現(xiàn)碳中性循環(huán)，所需的經(jīng)濟投資非常少。近日，印度尼赫魯先進科學(xué)研究中心Sebastian C. Peter首次將銅和鎵形成的兩種金屬間化合物（CuGa2和Cu9Ga4）用于eCO2RR。
本文要點：
1）CuGa2在-0.3 V的極低電位下實現(xiàn)了選擇性地eCO2RR為甲醇，法拉第效率(FE)為77.26%。與Cu9Ga4相比，CuGa2的高性能是由于其獨特的二維結(jié)構(gòu)，即使在還原氣氛中也可以保留表面和亞表面氧化物物種（Ga2O）。
2）研究人員利用XPS、XAFS技術(shù)和電化學(xué)測量對Ga2O3的晶型進行了表征。通過原位XAFS、準(zhǔn)原位粉末X射線衍射和非原位XPS測試，發(fā)現(xiàn)在較高電位下，由于Ga2O3的還原導(dǎo)致晶格膨脹，eCO2RR的活性和對甲醇的選擇性降低。此外，在13CO2存在下，通過原位紅外光譜和分子水平上的同位素標(biāo)記實驗證實了甲醇的碳源和在不同電位下由CO2生成甲醇的機理。
3）最后，為了最大限度地減少傳質(zhì)限制并提高eCO2RR的整體性能，研究人員在流動池結(jié)構(gòu)中采用了PTFE基氣體擴散電極。
Debabrata Bagchi, et al, Structure-Tailored Surface Oxide on Cu-Ga Intermetallics Enhances CO2 Reduction Selectivity to Methanol at Ultra-Low Potential, Adv. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adma.202109426
https://doi.org/10.1002/adma.202109426
7. AM：工程化巨噬細(xì)胞外泌體偽裝的可降解納米平臺用于增強對膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的聲動力治療
聲動力治療(SDT)具有高的組織穿透性，且不會對正常組織造成大的輻射損傷，因此其也發(fā)展成為一種治療惡性膠質(zhì)瘤(GBM)的重要方式。然而，血腦屏障(BBB)和乏氧微環(huán)境往往會極大地限制SDT的效率。湖北大學(xué)劉志洪教授和曹宇副教授將過氧化氫酶(CAT)封裝到二氧化硅納米顆粒(CAT@SiO2)中以緩解腫瘤乏氧，并進一步負(fù)載聲敏劑吲哚菁綠(ICG)，從而制備了一種可生物降解型納米平臺(CSI)。
本文要點：
1）受巨噬細(xì)胞具有穿越血腦屏障能力的啟發(fā)，實驗進一步利用AS1411適體修飾的巨噬細(xì)胞外泌體對CSI進行包裹，從而制備得到了CSI@Ex-A，并證明了其具有高效的血腦屏障穿透能力和良好的腫瘤細(xì)胞靶向性能。被腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞后，高表達的谷胱甘肽(GSH)會觸發(fā)納米平臺的生物降解，進而釋放CAT以催化過氧化氫(H2O2)產(chǎn)生O2，緩解腫瘤乏氧。
2）研究表明，消耗GSH和自供給氧氣能夠有效地提高SDT在體外和體內(nèi)的效率。此外，CSI@Ex-A也具有良好的生物相容性和較長的體內(nèi)循環(huán)時間。綜上所述，CSI@Ex-A可以作為一種用于GBM治療的高效納米平臺，具有很好的臨床轉(zhuǎn)化潛力。
Tingting Wu. et al. Engineering Macrophage Exosome Disguised Biodegradable Nanoplatform for Enhanced Sonodynamic Therapy of Glioblastoma. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202110364
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202110364
8. AM：普魯士藍納米酶可作為焦亡抑制劑以減輕神經(jīng)退行性變
目前對于帕金森病(PD)的藥物干預(yù)治療的臨床效果仍不夠理想。已有研究表明，炎癥小體介導(dǎo)的焦亡是緩解神經(jīng)退行性疾病的一個治療靶點，因此炎癥小體介導(dǎo)的焦亡激動劑或拮抗劑有望改變對于神經(jīng)退行性疾病的治療策略。然而，如何鑒定能夠抑制焦亡的特定化合物仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。上海交通大學(xué)鄭元義教授和蔡曉軍博士發(fā)現(xiàn)普魯士藍納米酶(PBzyme)是一種焦亡抑制劑，可以緩解PD小鼠和細(xì)胞模型的神經(jīng)退行性變，并保護小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元免受1-甲基- 4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)的侵襲。
本文要點：
1）研究發(fā)現(xiàn)，PBzyme可減輕運動障礙，減輕線粒體膜電位的損傷，保護多巴胺能神經(jīng)元。在MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠模型中，腦室內(nèi)注射PBzyme后可減少多巴胺能變性并抑制神經(jīng)炎癥。
2）體內(nèi)外實驗結(jié)果表明，PBzyme可通過清除活性氧以降低小膠質(zhì)細(xì)胞核苷結(jié)合域和富含亮氨酸重復(fù)家族pyrin結(jié)構(gòu)域3(NLRP3)炎癥小體和caspase-1的激活，從而下調(diào)gasdermin D(GSDMD)的裂解以及炎癥因子的產(chǎn)生，最終實現(xiàn)對小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡的抑制。綜上所述，這項工作表明PBzyme具有作為焦亡抑制劑以實現(xiàn)神經(jīng)保護的作用，可為PD的治療提供了一個新的策略。
Xinxin Ma. et al. Prussian Blue Nanozyme as a Pyroptosis Inhibitor Alleviates Neurodegeneration. Advanced Materials. 2022
DOI: 10.1002/adma.202106723
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202106723
9. Nano Energy：1.635 V 電壓的全無機 CsPbBr3 鈣鈦礦太陽能電池
對鈣鈦礦薄膜掩埋界面的精確操控在很大程度上決定了鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的光伏性能。暨南大學(xué)段加龍和中國海洋大學(xué)Benlin He等人報道了SnO2-SnS2異質(zhì)結(jié)納米晶體作為一種有效的電子轉(zhuǎn)移材料，可以修復(fù)平面全無機 CsPbBr3 PSC 的缺陷界面。
本文要點：
1）根據(jù)SnS2與SnO2和CsPbBr3的晶格距離匹配，制備了一體化的SnO2-SnS2-CsPbBr3界面，其中SnS2起到“橋梁”的作用，連接不兼容的界面。
2）因此，由于II能帶排列和外延生長引起的缺陷減少，電荷復(fù)合損失最小化，在1.635 V 的高開路電壓下實現(xiàn)了 10.72% 的顯著效率。器件的高濕度的高耐受性（80 %）700 h和高溫（80 oC）超過30天，這些初步結(jié)果可以為合理設(shè)計理想的電荷轉(zhuǎn)移材料以提高PSC的效率和穩(wěn)定性提供新的視角。
Xinpeng Yao, et al. Tailoring Type-II All-in-One Buried Interface for 1.635 V-Voltage, All-Inorganic CsPbBr3 Perovskite Solar Cells，Nano Energy, 2022.
DOI：10.1016/j.nanoen.2022.107138
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285522002191#!
10. Nano Energy：多齒鈍化交聯(lián)鈣鈦礦量子點用于高效太陽能電池
表面配體化學(xué)對于減少表面缺陷和改善鈣鈦礦量子點 (PQD) 對光電器件新興應(yīng)用的電子耦合至關(guān)重要。北京航空航天大學(xué)Xiaoliang Zhang等人報道了使用多齒配體乙二胺四乙酸 (EDTA) 對 PQD 進行“表面手術(shù)治療”，用于重修 PQD。
本文要點：
1）結(jié)果表明，EDTA不僅可以從PQD表面剝離懸浮的Pb2+離子，還可以通過占據(jù)I-空位有效地鈍化PQDs的表面缺陷。
2）同時，EDTA還可以作為充電器橋接PQDs，以改善PQDs的電子耦合。因此，通過抑制非輻射復(fù)合，PQD 固體薄膜內(nèi)的電荷載流子傳輸?shù)玫斤@著改善，將無機 PQD 太陽能電池 (PQDSC) 的效率提高到了15.25%，這是通過調(diào)節(jié) PQD 表面配體實現(xiàn)的無機 PQDSC 效率最高的。
3）這項工作提供了對 PQD 表面功能化的獨特理解，以改善其光電性能，以應(yīng)用于高性能光電器件。
Jingxuan Chen, et al. Multidentate Passivation Crosslinking Perovskite Quantum Dots for Efficient Solar Cells, Nano Energy, 2022
DOI：10.1016/j.nanoen.2022.107140
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221128552200221X#!
11. AFM：調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶劑化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)具有優(yōu)異低溫性能的超長壽命釩基正極
水系鋅||釩氧化物電池（ZVBs）因其高容量、安全、環(huán)保和低成本等優(yōu)點，近年來受到人們的廣泛關(guān)注。然而，由于傳統(tǒng)電解液在水溶液中的不可逆溶解而導(dǎo)致的循環(huán)穩(wěn)定性有限，限制了其進一步的應(yīng)用。近日，廣東工業(yè)大學(xué)李成超教授，Yanlin Qin采用以碳酸亞丙酯（PC）和水為混合溶劑的新型3 m Zn(CF3SO3)2電解液用于水系ZVBs。
本文要點：
1）通過控制電解液的溶劑化結(jié)構(gòu)，優(yōu)化的P20 (20% PC體積比)電解質(zhì)可在Zn||NaV3O8 1.5H2O電池中實現(xiàn)超穩(wěn)定的循環(huán)性能，在環(huán)境溫度下以0.1/5 A g-1的電流循環(huán)100/1000次后，容量保持率高達99.5%/97%。
2）系統(tǒng)的電化學(xué)測試和表征表明，PC的加入有效地減少了電解液中Zn2+溶劑陽離子和H+中的活性水分子，從而抑制了充放電過程中嵌入H+和共嵌入H2O引起的正極溶解。
3）令人印象深刻的是，PC的加入還使Zn||NaV3O8 1.5H2O電池在40 °C下以0.1/0.2 A g-1的電流循環(huán)300/400次后具有183/168 mAh g-1的高比容量和100%/100%的高容量保持率，從而有效地拓寬了ZVB的實際應(yīng)用。
該研究為設(shè)計高性能釩基電池電解液提供了一種有前景的策略。
Dao-Sheng Liu, et al, Regulating the Electrolyte Solvation Structure Enables Ultralong Lifespan Vanadium-Based Cathodes with Excellent Low-Temperature Performance, Adv. Funct. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adfm.202111714
https://doi.org/10.1002/adfm.202111714
12. AFM：三基團錨固策略制備效率超過24%高效穩(wěn)定鈣鈦礦電池
離子性質(zhì)賦予了鹵化物鈣鈦礦在形成的多晶薄膜中固有的界面缺陷，然而挑戰(zhàn)在于開發(fā)這些低形成能缺陷的同步鈍化策略，從而構(gòu)筑高效且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池。西北工業(yè)大學(xué)王洪強和Qian Ye團隊報道了一種采用三基團錨固策略實現(xiàn)反位缺陷（PbI）及碘空位 （VI）等低形成能缺陷的同步鈍化。
本文要點：
1）對于1.60 eV的帶隙太陽能電池將開路電壓從原來的1.118 V提高到1.207 V，獲得22.23％效率。
2）并構(gòu)筑效率高達24.06%的甲脒基鈣鈦礦太陽能電池及改善的環(huán)境穩(wěn)定性, 從而為解決受界面缺陷困擾的鈣鈦礦太陽能電池界面載流子動力學(xué)和工作穩(wěn)定性提供了一種普適的解決方案。
Zhao, W., et al, Synchronous Passivation of Defects with Low Formation Energies via Terdentate Anchoring Enabling High Performance Perovskite Solar Cells with Efficiency over 24%. Adv. Funct. Mater. 2022, 2200534.
https://doi.org/10.1002/adfm.202200534
