1. Nature：暖池區(qū)海洋熱含量調(diào)控海洋-陸地之間的水汽傳輸增加地球氣候系統(tǒng)中關(guān)鍵海區(qū)——熱帶太平洋的上層海洋熱量，很可能會(huì)導(dǎo)致亞洲東部季風(fēng)區(qū)更為濕潤(rùn)。同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室翦知湣教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)熱帶海洋變暖對(duì)東亞季風(fēng)氣候具有強(qiáng)化作用，首次從能量學(xué)角度闡釋了低緯海洋過(guò)程在氣候演變中的驅(qū)動(dòng)作用，為解答海-陸水熱循環(huán)聯(lián)系提供了最新見(jiàn)解。Jian, Z., Wang, Y., Dang, H. et al. Warm pool ocean heat content regulates ocean–continent moisture transport. Nature (2022).DOI：10.1038/s41586-022-05302-yhttps://doi.org/10.1038/s41586-022-05302-y
2. Sci. Adv.：通過(guò)稀釋電子導(dǎo)體穩(wěn)定石榴石鋰界面
高界面電阻和鋰樹(shù)枝晶生長(zhǎng)是固態(tài)鋰電池面臨的兩大挑戰(zhàn)。對(duì)電子電導(dǎo)率和鋰枝晶形成之間的相關(guān)性缺乏了解限制了SSLB的發(fā)展。近日，復(fù)旦大學(xué)夏永姚教授、馬里蘭大學(xué)王春生教授通過(guò)稀釋電子導(dǎo)體穩(wěn)定石榴石/鋰界面。1) 通過(guò)在氮化鋁（AlN）夾層退火將電子導(dǎo)體從界面稀釋為體鋰，作者將界面從混合離子/電子導(dǎo)電轉(zhuǎn)變?yōu)閱为?dú)離子導(dǎo)電，從親鋰轉(zhuǎn)變?yōu)槭桎嚕瑥亩鴱母旧狭私怆娮訉?dǎo)電性、鋰枝晶和界面電阻之間的關(guān)系。2) 在AlN和Li之間的轉(zhuǎn)化合金反應(yīng)過(guò)程中，親鋰和導(dǎo)電LixAl擴(kuò)散到Li中，形成致密的親鋰和離子導(dǎo)電Li3N，在時(shí)間/容量恒定模式下分別達(dá)到2.6/14.0 mA/cm2的超高臨界電流密度。對(duì)界面電阻和鋰枝晶抑制的界面性質(zhì)影響的基本理解將為設(shè)計(jì)高性能SSLB提供指導(dǎo)。Feng Wuliang et.al Stabilization of garnet/Li interphase by diluting the electronic conductor Sci.Adv. 2022DOI: 10.1126/sciadv.add8972https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add8972
3. Sci. Adv.：均相催化劑的電化學(xué)回收
均相催化劑具有快速的動(dòng)力學(xué)和敏銳的反應(yīng)選擇性。然而，由于可重用性方面的挑戰(zhàn)，它們?cè)诠I(yè)催化中的廣泛應(yīng)用仍然受到限制。鑒于此，伊利諾伊大學(xué)Su Xiao提出了一種氧化還原介導(dǎo)的電化學(xué)方法，用于催化劑循環(huán)，使用金屬聚合物功能化電極進(jìn)行結(jié)合和釋放。1) 作者研究了氧化還原平臺(tái)用于分離有機(jī)合成和工業(yè)化學(xué)制造中的關(guān)鍵鉑和鈀均相催化劑。致使在硅氫加成、硅烷醚化、鈴木交叉偶聯(lián)和瓦克氧化的貴金屬催化劑在電化學(xué)上循環(huán)使用。2) 氧化還原電極表明，鉑基催化劑（每克吸附劑Qmax高達(dá)200毫克鉑）在產(chǎn)品混合物中的吸附量很高，回收率高達(dá)99.5%，同時(shí)在多個(gè)循環(huán)中保持完全催化活性。機(jī)械研究和電子結(jié)構(gòu)計(jì)算的結(jié)合表明，在催化循環(huán)期間與陰離子中間體的選擇性相互作用在分離過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。Stephen Cotty et. al. Electrochemical recycling of homogeneous catalysts Sci.Adv. 2022DOI: 10.1126/sciadv.ade3094https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade3094
4. Chem. Rev.：吸附過(guò)程中的沸石：現(xiàn)狀和前景
自20世紀(jì)50年代取得工業(yè)突破以來(lái)，沸石被廣泛用作催化劑、離子交換器和吸附劑，并在許多分離過(guò)程中仍然是最先進(jìn)的吸附劑。此外，它們的特性使它們成為開(kāi)發(fā)和新興分離應(yīng)用的首選材料。瓦倫西亞政治大學(xué)Fernando Rey對(duì)沸石的現(xiàn)狀和前景進(jìn)行了綜述。1) 作者將沸石的相關(guān)性及其在吸附技術(shù)中的應(yīng)用和前景納入背景。它分為三個(gè)不同的部分，即沸石、納米多孔材料上的吸附和沸石的化學(xué)分離。在第一節(jié)中，從分子篩的結(jié)構(gòu)、組成、制備和性質(zhì)等方面對(duì)其進(jìn)行了解釋，并簡(jiǎn)要回顧了其應(yīng)用。在第二部分中，介紹了吸附科學(xué)的基本原理，特別關(guān)注其工業(yè)應(yīng)用和我們感興趣的案例，即分子篩吸附。最后，介紹了與化工和能源生產(chǎn)相關(guān)的最新分離技術(shù)，其中沸石具有實(shí)際或潛在的適用性。2) 用沸石優(yōu)化吸附工藝取代目前的一些分離方法意味著可持續(xù)性和節(jié)能方面的改進(jìn)。討論了不同的分離機(jī)制和潛在的吸附特性，這些特性使沸石具有相應(yīng)應(yīng)用潛力。Eduardo Pérez-Botella et.al. Zeolites in Adsorption Processes: State of the Art and Future Prospects. Chem. Rev. 2022DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00140https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00140
5. Angew：硫代烷基配體在納米鈀催化劑上直接生成H2O2中的多重作用
包括硫酸鹽在內(nèi)的共吸附有機(jī)物種可以促進(jìn)Pd顆粒上H2和O2直接合成過(guò)氧化氫（H2O2）。近日，查爾姆斯理工大學(xué)Henrik Gr¨ onbeck，Lin Chen使用基于密度泛函理論（DFT）的動(dòng)力學(xué)模型，輔以活度測(cè)量和振動(dòng)光譜來(lái)提供對(duì)烷基硫醇(RS)Pd上直接生成H2O2的原子理解。1）研究發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)條件下，RS物種被氧化，生成有效配體RSO2。RSO2配體表現(xiàn)出優(yōu)越的質(zhì)子轉(zhuǎn)移到中間表面物種OHO的能力，從而加速了H2O2的形成。2）配體還通過(guò)封閉非選擇性成水的位置和改變Pd的電子結(jié)構(gòu)來(lái)提高選擇性。因此，這項(xiàng)工作使直接生成過(guò)氧化氫的選擇性比配體功能化的鈀納米顆粒更高的觀察結(jié)果更加合理，并表明有機(jī)表面改性劑的工程可以用來(lái)促進(jìn)所需的氫轉(zhuǎn)移路線。Lin Chen, et al, Multiple Roles of Alkanethiolate-Ligands in Direct Formation of H2O2 over Pd Nanoparticles, Angew. Chem. Int. Ed. 2022DOI: 10.1002/anie.202213113https://doi.org/10.1002/anie.202213113
6. Angew：紅外擴(kuò)散有序光譜揭示分子大小和結(jié)構(gòu)
阿姆斯特丹大學(xué)Sander Woutersen等開(kāi)發(fā)了紅外擴(kuò)散有序光譜(IR-DOSY),它可以同時(shí)表征分子結(jié)構(gòu)和大小。1）作者基于這樣的事實(shí)，即通過(guò)斯托克斯-愛(ài)因斯坦關(guān)系，分子的擴(kuò)散系數(shù)由其大小決定，并且通過(guò)創(chuàng)建濃度梯度并以紅外頻率分辨的方式跟蹤其平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的靈敏度。類似于NMR-DOSY，二維IR-DOSY光譜具有沿一個(gè)軸的IR頻率和沿另一個(gè)軸的擴(kuò)散系數(shù)(或等價(jià)地，尺寸),因此化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和尺寸被同時(shí)表征。2）在混合物的紅外-DOSY光譜中，不同大小的分子被很好地分成不同的紅外峰組。將這一想法擴(kuò)展到更高維度，作者還進(jìn)行了3D-IR-DOSY，其中結(jié)合了飛秒多維IR光譜的構(gòu)象敏感性和尺寸敏感性。Giubertoni, G., et al, Infrared Diffusion-Ordered Spectroscopy Reveals Molecular Size and Structure. Angew. Chem. Int. Ed.DOI: 10.1002/anie.202213424https://doi.org/10.1002/anie.202213424
7. Angew：控制原子級(jí)精確金屬納米團(tuán)簇的單、雙和三光子激發(fā)熒光
控制金屬納米團(tuán)簇的單、雙和三光子激發(fā)熒光仍然具有挑戰(zhàn)性。近日，安徽大學(xué)Manzhou Zhu，Qiong Zhang，Xi Kang等通過(guò)利用溶劑效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬納米團(tuán)簇的非線性光學(xué)單、雙和三光子激發(fā)熒光的控制。1）作者合成并表征了一新型發(fā)光納米團(tuán)簇 Au9Ag6(SPhtOMe)4(DPPOE)3Cl3。2）溶劑效應(yīng)不僅可以控制該納米團(tuán)簇的熒光，更重要的是，它還可以調(diào)節(jié)團(tuán)簇的光致發(fā)光性質(zhì)，如單光子、雙光子和三光子激發(fā)熒光。3）研究發(fā)現(xiàn)，增加溶液極性、提高偶極矩、擴(kuò)大HOMO-LUMO能隙和降低團(tuán)簇在溶液中的溶液粘度可以賦予它們優(yōu)異的高階多光子激發(fā)熒光。該工作提供了一個(gè)有趣的團(tuán)簇模型，實(shí)現(xiàn)在原子水平上操縱線性和非線性光學(xué)器件。Peiyao Pan, et al. Control the Single-, Two-, and Three-Photon Excited Fluorescence of Atomically Precise Metal Nanoclusters. Angew. Chem. Int. Ed., 2022DOI: 10.1002/anie.202213016https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202213016
8. Angew：具有極強(qiáng)的正協(xié)同性的超緊密的主客體結(jié)合
協(xié)同性在自組裝和分子識(shí)別中起著關(guān)鍵作用。紐約州立大學(xué)布法羅州立學(xué)院Bing Gong等發(fā)現(xiàn)在高極性DMF中，具有環(huán)向主鏈的剛性芳族低聚酰胺大環(huán)以2:1的比率與基于DABCO的陽(yáng)離子客體以高親和力結(jié)合。主客體結(jié)合也表現(xiàn)出異常強(qiáng)的正協(xié)同性，由相互作用因子α量化，這是合成主客體系統(tǒng)中最大的。1）作者由等溫滴定量熱法(ITC)揭示并由質(zhì)譜、NMR和計(jì)算研究完全證實(shí)的異常強(qiáng)的正協(xié)同性是由客體誘導(dǎo)的大環(huán)堆積和來(lái)自客體的烷基端鏈的穩(wěn)定化驅(qū)動(dòng)的，這是在結(jié)合第二大環(huán)時(shí)出現(xiàn)的相互作用。2）這種主客體體系通過(guò)非常積極的協(xié)同作用驅(qū)動(dòng)緊密結(jié)合，為研究分子相互作用和構(gòu)建穩(wěn)定的超分子組裝體提供了一個(gè)可調(diào)的平臺(tái)。Sobiech, T..A., et al, Ultra-Tight Host-Guest Binding with Exceptionally Strong Positive Cooperativity. Angew. Chem. Int. Ed.DOI: 10.1002/anie.202213467https://doi.org/10.1002/anie.202213467
9. AM：快速光固化固態(tài)聚（離子液體）離子凝膠，用于熱穩(wěn)定性和柔性電致變色器件
原位聚合形成的離子凝膠可以有效提高電解質(zhì)的加工性能，但固化過(guò)程緩慢且對(duì)氧敏感?？紤]到聚離子液體（PIL）的低氧溶解度，設(shè)計(jì)了原位聚合離子凝膠以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的電解質(zhì)。近日，南洋理工大學(xué)Lee Pooi See制備了兩種原位聚合離子凝膠（PIL A和PIL B），可在一分鐘內(nèi)快速光固化。1) 離子凝膠高度透明、可拉伸，并表現(xiàn)出優(yōu)異的物理化學(xué)穩(wěn)定性，包括熱穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性，使其能夠在各種條件下發(fā)揮作用。2) 得益于這些特性，兩種高性能電致變色器件（ECD）已經(jīng)組裝完成，它們是鐵中心配位聚合物（FeCP）和氧化鎢（P-WO3）電致變色材料，實(shí)現(xiàn)了高對(duì)比度（45.2%和56.4%）、快速響應(yīng)時(shí)間（1.5/1.9 s和1.7/6.4 s）和出色的循環(huán)耐久性（3000次循環(huán)中保持率>90%）。3) 由于離子凝膠的熱穩(wěn)定性，ECD也可以在較寬的溫度范圍（-20至100?C）內(nèi)保持穩(wěn)定。通過(guò)使用可變形基板（如超薄ITO玻璃），實(shí)現(xiàn)了彎曲電致變色護(hù)目鏡和柔性電致變色顯示器，展現(xiàn)了其在未來(lái)可穿戴設(shè)備中的發(fā)展?jié)摿Α?/span>Poh, W.C., Eh, A.L.-S., Wu, W., Guo, X. and Lee, P.S. (2022), Rapidly Photocurable Solid-State Poly(ionic liquids) Ionogels For Thermally Robust and Flexible Electrochromic Devices. Adv. Mater. 2206952.DOI: 10.1002/adma.202206952https://doi.org/10.1002/adma.202206952
10. AM：用于極化激子轉(zhuǎn)換的有機(jī)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)外延生長(zhǎng)
外延生長(zhǎng)過(guò)程中的高度空間和角度精度對(duì)于構(gòu)建具有所需子結(jié)構(gòu)的有機(jī)低維異質(zhì)結(jié)構(gòu)（OLDH）至關(guān)重要，但復(fù)雜異質(zhì)成核的位置不可預(yù)測(cè)仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。近日，蘇州大學(xué)王作山、王雪東沿著定制的縱向/橫向方向開(kāi)發(fā)了一種動(dòng)態(tài)外延生長(zhǎng)方法，以創(chuàng)建具有分層結(jié)構(gòu)的多種OLDH。1) 種子晶體從動(dòng)力學(xué)物種到熱力學(xué)物種的受控形態(tài)演變是通過(guò)將結(jié)晶時(shí)間從0增加到600 s來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)種子晶體分別呈現(xiàn)（100）和（011）的特定晶格匹配晶面，這有助于三塊異質(zhì)結(jié)構(gòu)的縱向外延生長(zhǎng)（LG）過(guò)程和軸向分支異質(zhì)結(jié)構(gòu)的水平外延生長(zhǎng)（HG）過(guò)程。2) 主要的核/殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)是通過(guò)LG和HG工藝制備的，結(jié)晶時(shí)間為～30秒。重要的是，這些制備的OLDH通過(guò)激子轉(zhuǎn)換和異質(zhì)結(jié)處的光子傳播，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)邏輯門應(yīng)用的合理極化激子轉(zhuǎn)換。該策略為集成光電子學(xué)中具有各向異性光學(xué)特性的OLDH的精確合成提供了一條新途徑。Wu, B., et al, Dynamic Epitaxial Growth of Organic Heterostructures for Polarized Exciton Conversion. Adv. Mater. 2206272.DOI: 10.1002/adma.202206272https://doi.org/10.1002/adma.202206272
11. AEM：質(zhì)子交換膜燃料電池中的高耐久性氟化高透氧離聚物
為了使質(zhì)子交換膜燃料電池在輕型和重型車輛應(yīng)用中更具成本競(jìng)爭(zhēng)力，需要降低其催化劑層中的鉑含量。然而，由于離聚物-鉑界面處的局部氧傳輸電阻較高，降低鉑含量會(huì)導(dǎo)致電壓損失。因此，使用比Nafion具有更高透氧性的離聚物至關(guān)重要。近日，Giner公司的Xu Hui報(bào)道了高耐久性氟化高透氧離聚物。1) 作者通過(guò)全氟-2,2-二甲基-1,3-二惡唑（PDD）與全氟（4-甲基-3,6-二氧代環(huán)己烷-7-烯）磺?；铮≒FSVE）共聚，合成了新型高透氧離聚物（HOPI），其透氧性比Nafion高五倍。2) PDD由于其開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)而具有較高的滲透率，而PFSVE提供了離子導(dǎo)電性。PDD含量和等效重量的優(yōu)化可以提高燃料電池的性能，主要是在高電流密度下，其中HOPI可以實(shí)現(xiàn) >1.25 W cm?2的功率密度且僅損失4.5 mV，其超過(guò)美國(guó)能源部的耐久性目標(biāo)（0.8 A cm?2）30 mV的六倍多。作者還從基礎(chǔ)水平上闡明了HOPI與PtCo/C催化劑的SO3?基團(tuán)之間的相互作用。Macauley, N., et al, Highly Durable Fluorinated High Oxygen Permeability Ionomers for Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Adv. Energy Mater. 2022, 2201063.DOI: 10.1002/aenm.202201063https://doi.org/10.1002/aenm.202201063
12. AEM：鹵化物擴(kuò)散平衡及其對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)電池效率演化的影響
了解鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSC）的降解機(jī)理對(duì)于解決其不穩(wěn)定性問(wèn)題尤為重要，而不穩(wěn)定性是阻礙其商業(yè)化的主要因素之一。在鈣鈦礦型器件異質(zhì)界面處存在的鹵化物擴(kuò)散平衡主要影響器件性能。華東理工大學(xué)侯宇、楊雙研究了鹵化物擴(kuò)散平衡及其對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)電池效率演化的影響。1) 綜合實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，在p-i-n PSC裝置中，鹵化物組分從鈣鈦礦擴(kuò)散到富勒烯層，并在黑暗老化條件下碘密度（1018–1019 cm?3）在80小時(shí)內(nèi)保持平衡。發(fā)現(xiàn)PSC的器件效率和鹵化物擴(kuò)散平衡之間存在強(qiáng)烈的相關(guān)性，因?yàn)閿U(kuò)散的鹵化物可以化學(xué)摻雜傳輸層并導(dǎo)致非化學(xué)計(jì)量的鈣鈦礦表面，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池的光伏效率的初始增強(qiáng)和長(zhǎng)期損失。2) 針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，作者開(kāi)發(fā)了一種預(yù)摻雜策略，以在器件制造完成后達(dá)到鹵化物擴(kuò)散平衡，從而避免進(jìn)一步的鹵化物遷移和初始效率變化。結(jié)果，制備的PSC在連續(xù)一次陽(yáng)光照射下，效率達(dá)到23.13%，功率輸出穩(wěn)定。Li, Q., et al, Halide Diffusion Equilibrium and Its Impact on Efficiency Evolution of Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2022, 2202982.DOI: 10.1002/aenm.202202982https://doi.org/10.1002/aenm.202202982
