1. Angew: CO2光還原制合成氣!
Si半導體p-n節具有高效吸收光子的能力,在Si上沉積GaN納米纖維,可以分離電荷并轉移至其上的ZnO-Cu復合材料上。CO2先吸附在ZnO上,然后轉移到Cu表面,在質子耦合的電子轉移過程中被還原成CO。這種結構的材料具有超低的過電勢和起始還原電位。在不同的施加電位下,CO2還原的選擇性分別受到熱力學和動力學因素控制,從而在不同的電勢下可以得到從2:1到1:4不同CO/H2比例的合成氣。
參考文獻:Sheng Chu, Zetian Mi etal. Tunable SyngasProduction from CO2 and H2O in an Aqueous Photoelectrochemical Cell. Angew.Chem. Int. Ed. 2016.
2. JACS:人工光合作用!
以NiO負載的RuRe簇合物復合為光電陰極,在半電池反應中,在-0.7V(vs Ag/AgCl)條件下可利用可見光激發RuRe簇合物,使得電子從NiO轉移,催化CO2轉化為CO。結合CoOx/TaON光電陽極,該系統可以在0.3V外加電勢下同時催化CO2還原和H2O氧化生成O2。這是首次以簇合物和半導體復合的結構實現人工光合作用。
參考文獻:Go Sahara, Osamu Ishitani et al. Photoelectrochemical Reduction of CO2 Coupled to Water Oxidation Using a Photocathode with a Ru(II)–Re(I) Complex Photocatalyst and a CoOx/TaON Photoanode. J. Am. Chem. Soc. 2016.
3. JACS:ORR選擇性!
通過模型模擬CNx材料的ORR在酸性和堿性條件下2e過程和4e過程的熱力學和動力學過程,研究人員發現,在堿性條件下(pH=13),2e過程生成H2O2的能壘與電極表面的親疏水性(介電常數)密切相關,在疏水表面,4e過程在熱力學和動力學上都比較有利。而在親水表面和酸性條件下(pH=1)則2e過程動力學有利。
參考文獻:A Model for the pH-DependentSelectivity of the Oxygen Reduction Reaction Electrocatalyzed by N-DopedGraphitic Carbon. J. Am. Chem. Soc. 2016.
4. Angew: MOF單原子CO2光還原!
卟啉基的MOF-525,即Zr6O4(OH)4(TCPP-H2)3,是一種對CO2有較好捕捉能力的材料。利用MOF上的基團錨定單原子Co之后可以大大提高卟啉基團的光生電子空穴分離效率,而其中的Co又對CO2暴露。結合以上優勢,使得該材料相比于未摻入Co的MOF對CO2光還原生成CO和CH4的效率分別提高了3.13倍和5.93倍。
參考文獻:Huabin Zhang, Jinhua Ye et al.Efficient Visible-Light-Driven CarbonDioxide Reduction by a Single-Atom Implanted Metal–Organic Framework. Angew. Chem. Int. Ed. 2016.
5. Angew: 中空多級結構CoS2構建Li-S電極材料!
在Li-S電池充放電過程中,體積變化較大常會導致活性物質與電極材料之間接觸減少而使得性能降低。本文中采用羥基醋酸鈷納米棱柱為前驅體,經過二甲咪唑處理,由于內外離子擴散速率差異而形成了由ZIF-67組成的中空納米棱柱。進一步,在TAA的甲醇溶液中進行S化處理,并在N2氣氛下熱處理,ZIF-67形成中空CoS2多級材料。該材料在Li-S電池充放電測試中循環200次后在200mA/g下依然有864mAh/g的能量密度。
參考文獻:Le Yu, Xiong Wen (David) Lou etal. Frontispiece: Formation of CoS2Nanobubble Hollow Prisms for Highly Reversible Lithium Storage. Angew. Chem. Int. Ed. 2016.
6. JACS:Mo-O-S團簇HER!
無定形MoS2是一種高效催化HER的材料。本文研究了兩種水溶性的吡啶基配體的Mo簇合物:Mo-pic和Mo-pym。這兩種簇合物配體在不同條件下配位模式的變化為配體對電催化HER性能的影響提供了研究基礎。與同類催化劑相比,其過電勢較低,在-1mA/cm2的電流下的過電勢分別為350mV和445mV,在-0.54V時TOF為27~34 S-1和43~48 S-1。
參考文獻:Benjamin R. Garrett , Yiying Wu et al. [MoO(S2)2L]1– (L = picolinate or pyrimidine-2-carboxylate) Complexes as MoSx-Inspired Electrocatalysts for Hydrogen Production in Aqueous Solution. J. Am. Chem. Soc. 2016.
7. Angew綜述: 鈣鈦礦太陽能電池空穴傳輸層!
Michael Gr?tzel組綜述。概況了近來在鈣鈦礦太陽能中所使用的空穴傳輸層材料,如p型無機半導體材料,金屬有機化合物材料,共軛聚合物。并深入介紹了有機小分子類材料,如:Spirobifluorenes,噻吩類,三苯胺類,Triazatruxenes,Azulenes等小分子空穴傳輸材料。
參考文獻:Laura Calió, Michael Gr?tzel, Shahzada Ahmad et al. Hole-Transport Materials for Perovskite Solar Cells. Angew. Chem. Int. Ed. 2016.
8. Angew綜述:光催化CO2還原與水氧化!
綜述了CO2還原的光催化劑進展,尤其是在克服催化劑長期穩定性和實際應用中的不方便等問題。同時,還探討了如何將CO2還原和水氧化結合,更好地模擬自然界人工光合作用!
參考文獻:Heterogeneous Molecular Systems for Photocatalytic CO2 Reduction with Water Oxidation. Angew. Chem. Int. Ed. 2016.
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