1. Nature Mater：原位表征多晶石榴石電解質晶粒的化學-機械力學
理解和解決電池中生成絲狀物的現象、短路現象，以及固體電解質的破碎是發展高性能全固態電池的關鍵。有鑒于此，普林斯頓大學Kelsey B. Hatzell、范德堡大學Marm B. Dixit等報道通過遠場高能量衍射顯微鏡和斷層表征方法結合，在晶粒的分辨率進行研究致密的多晶石榴石（Li7La3Zr2O12）固體電解質的化學-機械行為。
本文要點：
1）通過實驗，原位觀測晶粒隨著壓力變化的響應情況，發現電池性能失效的現象具有隨機性，這種電池性能的失效與局部微環境的異質性有關。通過高能量X射線衍射表征與遠場高能量衍射顯微表征結合，發現晶相的異質性將導致固體電解質內部的局部化學-機械力學發生改變，變化的區域位于立方晶相Li7La3Zr2O12二次晶相區域，其可能是因為局部摻雜濃度的變化導致。當多晶結構中含有痕量的立方晶相Li7La3Zr2O12時，固體電解質的局部傳輸和機械力學發生梯度變化，作者實驗觀測發現應力較強/較弱的位點對應于形成二次立方相以及較大的微環境改變。通過實空間和倒易空間成像表征發現，電場驅動的離子傳輸和晶粒的機械力學響應之間表現較強的關系。
2）本文通過斷層成像和FF-HEDM表征，同時進行輸運和機械力學建模結合，能夠揭示多晶石榴石固體電解質材料的降解機理。作者認為能夠控制晶粒粉末性質和摻雜劑傳輸的處理方法能夠控制固體電解質的多晶物種的濃度和性質。本文研究結果為發展高性能固體電池提供經驗。
Dixit, M.B., Vishugopi, B.S., Zaman, W. et al. Polymorphism of garnet solid electrolytes and its implications for grain-level chemo-mechanics. Nat. Mater. (2022)
DOI: 10.1038/s41563-022-01333-y
https://www.nature.com/articles/s41563-022-01333-y
2. JACS：中空MOF微環境中PdAg納米籠的光誘導選擇性氫化
在環境條件下高效率的選擇性氫化仍然是一個長期的挑戰。近日，中科大江海龍教授，深圳大學曾昱嘉教授合理地制備了一種金屬有機框架（MOF，即ZIF-8）殼包圍的等離激元PdAg納米籠的蛋黃殼納米結構催化劑PdAg@ZIF-8。
本文要點：
1）研究人員通過Cu2O犧牲模板將PdAg納米籠封裝到代表性的MOF， ZIF-8，中以產生中空空間，提供具有蛋黃殼結構的PdAg@ZIF-8。PdAg@ZIF-8實現了在可見光照射下在環境溫度下硝基苯乙烯到乙烯基苯胺的選擇性(97.5%)氫化和完全轉化。
2）研究發現，Ag的光熱效應與催化劑的底物富集效應一起提高了Pd的活性。此外，來自等離激元Ag的近場增強效應和通過Ag合金化優化的Pd電子態促進了NO2基團的選擇性吸附，從而提高了催化選擇性。
3）值得注意的是，獨特的蛋黃-殼納米結構不僅有利于接近PdAg核并防止其聚集，而且有利于底物富集和在光照下優先吸附NO2，后兩者超過了核殼納米結構，從而提高了活性、選擇性和可回收性。
這項工作不僅體現了光誘導近場增強和蛋黃-殼納米結構對選擇性催化的優勢，而且整合了復合催化劑中各組分的協同功能，為利用太陽能進行高性能多相催化開辟了新途徑。
Luyan Li, et al, Light-Induced Selective Hydrogenation over PdAg Nanocages in Hollow MOF Microenvironment, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c06720
https://doi.org/10.1021/jacs.2c06720
3. JACS：可見光下原位重組銅-后金屬?有機骨架對甲酸的選擇性光催化脫氫
甲酸被認為是最有前途的液態有機氫載體之一。其催化脫氫過程普遍存在活性低、反應選擇性低、催化劑穩定性差或使用貴金屬催化劑的問題。近日，法國國家科學研究中心Mohamad El-Roz，貝魯特美國大學Mohamad Hmadeh報道了一種高選擇性、高效、不含貴金屬的甲酸脫氫光催化劑。
本文要點：
1）羧基官能化的Zr-MOF與銅進行后金屬化合成了UiO-66(COOH)2-Cu催化劑。
2）研究人員利用operando傅里葉變換紅外光譜對可見光催化脫氫釋放氫氣和過程進行了實時監測，其顯示出在環境條件下幾乎100%的選擇性和高穩定性(超過3天)以及超過60%的轉化率(約5 mmol gcat-1 h-1)。這些性能使UiO-66(COOH)2-Cu成為用于甲酸脫氫的高性能光催化劑。
3）有趣的是，所制備的UiO-66(COOH)2-Cu異質納米結構在誘導期的太陽照射下表現出適度的活性，通過骨架內交聯和形成酸化類似結構UiO-66(COO)2-Cu以及高活性和穩定的Cu位點的納米聚集，經歷了原位重組過程，這一點通過Operando研究結合穩態同位素暫態動力學實驗、透射電子顯微鏡和X射線光電子能譜分析和密度泛函理論（DFT）計算的證實。
4）除了揭示UIO-66(COO)2-Cu的優異催化性能外，這項工作還提供了光催化反應機理的深入了解，其中包括后金屬化Cu的演化行為以及反應過程中的MOF骨架。這些關鍵發現為設計新型高效的甲酸光催化脫氫催化劑鋪平了道路。
Houeida Issa Hamoud, et al, Selective Photocatalytic Dehydrogenation of Formic Acid by an In Situ-Restructured Copper-Postmetalated Metal?Organic Framework under Visible Light, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c04905
https://doi.org/10.1021/jacs.2c04905
4. JACS：具有優異催化活性的超薄金屬?有機骨架納米片
二維（2D）金屬?有機骨架納米片(MON)或膜是一類周期性、結晶的聚合物材料，由于其模塊化結構、高比表面積和高長寬比，顯示出前所未有的物理化學性質。然而，從多組分和兩種不同類型的聚合反應中制備2D MON仍然具有挑戰性，研究較少。最近，研究人員將MOF和COF的化學結合起來，成功地制備了一系列二維銅(I)環三核單元(CuCTU)基MOF，在溶劑熱條件下可以同時進行多配位反應和縮聚反應。盡管它們具有2D層狀結構，但這些2D MOF的剝離并不能提供2D MON，只能得到多晶粉末。
近日，暨南大學李丹教授，Guo-Hong Ning以銅鹽、3，5-二甲基-1H-吡唑-4-胺(HL)和均苯四甲酸二酸酐(PMDA)為原料，通過聚合和縮聚兩種聚合反應，制備了無缺陷、高結晶度、大面積的2D MOF薄膜，即2D-JNM-4。
本文要點：
1）由于2D-JNM-4具有明確的層狀結構，因此可以很容易地剝離成獨立的2D MON，表示為JNM-4-Ns，具有高達2000：1的高深寬比，1.7 nm的超薄厚度，可批量生產86 mg/批次。
2）有趣的是，JNM-4-Ns在～530 °C以下表現出優異的熱穩定性，在pH為3到12的范圍內具有良好的化學穩定性。此外，得益于銅中心在表面的高度暴露，JNM-4-Ns表現出優異的催化活性和優異的重復使用性能，其周轉頻率(TOF)達到41734 h?1，2?4個數量級。
結果表明，界面合成確實可以應用于溶劑熱條件下兩種反應類型的多種活性組分，這可能成為合成2D MOF/COF納米片的一種可行和通用的策略。
Rong-Jia Wei, et al, Ultrathin Metal?Organic Framework Nanosheets Exhibiting Exceptional Catalytic Activity, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c06312
https://doi.org/10.1021/jacs.2c06312
5. Angew：噴涂法逐層液相外延中MOF導電薄膜的生長機理
逐層液相外延（LBL-LPE）方法廣泛用于制備金屬有機框架（MOF）薄膜，具有控制厚度和面外取向的優點，在應用中具有優異的性能。與晶界、結構缺陷和取向相關的 LBL-LPE 生長機制至關重要，但研究起來非常具有挑戰性。近日，中科院福建物構所Gang Xu使用具有代表性的導電 MOF Cu3(HHTP)2 研究了 LBL-LPE 工藝的生長機制。
本文要點：
1）研究人員進行了 Cu3(HHTP)2薄膜的 LBL 相關測量，包括直流 (DC) 測量、交流 (AC) 測量和化學電阻氣體傳感。在薄膜生長過程中觀察到的電荷和質量傳輸變化揭示了所需的微觀變化，包括晶界、缺陷和面內取向。
2）通過對上述數據的系統分析，研究人員成功揭示了EC-MOF的LBL-LPE的“面內自限自修復”生長機制，改善了MOF薄膜的晶界和缺陷。
3）研究人員首次觀察到一種高質量的MOF薄膜，它不僅具有面外取向，而且在其底部還具有面內擇優取向。
Rui Zheng, et al, The Growth Mechanism of a Conductive MOF Thin Film in Spray-based Layer-by-layer Liquid Phase Epitaxy, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202212797
https://doi.org/10.1002/anie.202212797
6. JACS：工程化共價有機骨架上單原子活性位點助力CO2光還原
光催化二氧化碳（CO2）轉換是應對可持續能源系統和環境/氣候問題挑戰的新興解決方案。然而，孤立活性位點的構建不僅影響催化活性，而且限制了人們對CO2還原的結構-催化劑關系的理解。近日，大連理工大學侯軍剛教授開發了一種通用的合成方案來制造不同的單原子金屬位點(例如，Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Mn和Ru ),這些位點錨定在紅色COF (SAS/Tr-COF)主鏈上，具有金屬氮氯的橋接結構，用于高性能的光催化CO2還原。
本文要點：
1）值得注意的是，合成的Fe SAs/Tr-COF負載可調量的原子Fe物種作為代表性的光催化劑用于CO2還原，實現了令人印象深刻的980.3 μmol g-1 h-1的CO產生率和96.4%的選擇性，優于迄今為止報道的大多數可見光催化劑。
2）X射線吸收精細結構分析和密度泛函理論(DFT)計算結果顯示，Fe SAs/Tr-COF催化劑優異的光催化性能歸因于原子級分散的金屬位點和Tr-COF主體的協同效應，降低了形成*COOH中間體的反應能壘，促進了CO2吸附和活化以及CO解吸。
這項工作不僅在分子水平上提供了最先進催化劑的合理設計，而且為有效的CO2轉化提供了深入的見解。
Lei Ran, et al, Engineering Single-Atom Active Sites on Covalent Organic Frameworks for Boosting CO2 Photoreduction, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c06920
https://doi.org/10.1021/jacs.2c06920
7. Angew：具有定制功能的共價有機框架用于調制摩擦納米發電機中的表面電勢
設計具有高摩擦電的材料是提高摩擦電納米發電機（TENG）輸出性能的有效途徑。近日，中原工學院Liwei Mi，Lipeng Zhai重點介紹了最近旨在通過化學修飾提高電荷密度的研究，以及通過從分子水平上分析影響摩擦電荷密度的因素，結合化學修飾方法的優勢，化學修飾TENGs的應用。
本文要點：
1）研究人員合成了四種卟啉基 COFs，它們在其孔通道中具有從給電子（甲基，CH3）到吸電子（氟化（2F 或 4F）構建單元）的各種官能團。然后將這些 COFs獨立用作聚偏二氟乙烯 (PVDF) 的功能性填料，目的是開發高性能 TENG。
2）研究發現，將甲基或氟化基團連接到 COF 的骨架上可以改變合成后的 COF 材料的摩擦極性，從而顯著提高COF 基TENG 的摩擦電輸出性能。在 CH3-COF、2F-COF 或 4F-COF 中引入 CH3 基團或氟原子改善了用作電荷俘獲位點的感應電荷，其方式類似于用于制造 COF-TENG 器件的傳統聚合物填料。
3）實驗結果顯示，4F-COF-TENG 的最大瞬時輸出開路電壓為 420 V，短路電流為 64 μA，功率密度為 2858 mW m-2。因此，該策略可用于有效篩選合適的框架作為具有出色輸出性能的 TENG 材料。
Chao Lin, Covalent Organic Frameworks with Tailored Functionalities for Modulating Surface Potentials in Triboelectric Nanogenerators, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202211601
https://doi.org/10.1002/anie.202211601
8. AEM：一種可調節用于堅固水系鋅離子電池正極、負極和電解質的三功能聚氧釩酸鹽簇
盡管由于其固有的低成本和高安全性而具有良好的應用前景，但水系鋅離子電池的實際應用受到正極溶解、電解質寄生反應和金屬負極枝晶生長等嚴重相互問題的阻礙。近日，復旦大學晁棟梁研究員，河南大學Junwei Zhao提出了一種三功能策略，即K10[VIV16VV18O82]的多氧釩酸鹽（POV）簇作為有希望的Zn2+主體可以同時穩定簇正極、水系電解質和金屬Zn負極。
本文要點：
1）通過負極氧化原位產生的正極電解質界面被認為是防止POV正極溶解的有效方法。
2）分子動力學模擬和密度泛函理論（DFT）計算證實[VIV16VV18O82]10-多氧陰離子通過調節Zn2+-6H2O的初級溶劑化殼層協同抑制電解質副反應，通過原位構建穩定的Zn-POV固體電解質界面協同抑制負極枝晶的隨機生長。
3）實驗結果顯示，Zn//POV電池在5和12 A g-1的高倍率下超過10，0 00次循環后，表現出前所未有的循環耐久性。因此，從系統的角度來看，這些發現揭示了三功能多金屬氧酸鹽的起源，并將極大地推動水系電池的實際發展。
9. AEM：二維氟化石墨烯增強固體聚合物電解質助力高性能固態鋰電池
10. AEM綜述：低溫鋰金屬電池中的離子傳輸動力學
11. EnSM：用于高容量水系鋅離子電池的無機氧化錳/醌偶聯
12. EnSM：LiF修飾的磷負極與KFSI基電解液的協同策略抑制可溶性多磷化物的穿梭效應以提高儲鉀性能
