1. Nat. Commun.:Ruddlesden–Popper氧化物催化電解水
R. P. Forslund等人制備了不同比例的La, Sr, Ni摻雜的FeOx, 得到Ruddlesden–Popper 型的氧化物La0.5Sr1.5Ni1?xFexO4±δ。使用優化比例后的材料催化電解水,其10 mA/cm2電流密度的過電勢僅為360 mV。1.6 V電壓下的質量比活性可達1930 mA/mg。通過理論計算等發現這種類型的氧化物較高的電解水活性與其中O空穴相關。
Forslund R P, Stevenson K J, et al. Exceptional electrocatalytic oxygen evolution via tunable charge transfer interactions in La0.5Sr1.5Ni1?xFexO4±δ Ruddlesden-Popper oxides[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-05600-y
https://www.nature.com/articles/s41467-018-05600-y
2. JACS:化學剪紙技術制備WSe2
層狀金屬二硫化物表現出的物理性質與其層狀堆積結構密切相關。美國威斯康星大學麥迪遜分校金松教授課題組通過簡單的化學蒸鍍和刻蝕技術,成功制備出多層的具備剪紙結構的WSe2。這種簡單的制備方便具有普適性,可被應用于其他層狀金屬二硫化物的制備上。
Cai L, Shearer M J, Jin S, et al. Chemically Derived Kirigami of WSe2[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b03399
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b03399
3. JACS:單原子Zr提升Cu/SiO2催化CO2還原制甲醇
Cu/ZrO2和Cu/ZrO2/SiO2在CO2還原制甲醇反應中都具有較高的活性和選擇性,但是Zr在反應中的作用卻一直缺乏分子水平的理解。E. Lam等人通過表面有機化學的方法在SiO2表面修飾了單原子分散的Zr,并進一步制備了尺寸3 nm的Cu納米顆粒。這種單原子Zr修飾的Cu/SiO2表現出于Cu/ZrO2相同的催化活性和選擇性(二者均高于Cu/SiO2)。通過原位同步輻射等表征發現,Zr在表面始終未Zr(IV)并未與Cu形成合金。作者認為反應中的Cu-O-Zr界面有重要作用。
Lam E, Copéret C, et al. Isolated Zr Surface Sites on Silica Promote Hydrogenation of CO2 to CH3OH in Supported Cu Catalysts[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b05595
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05595
4. JACS:原子級Co-Pt-N-C配位結構用于堿性ORR
Longzhou Zhang等合成了一種新型的原子級Co-Pt-N-C配位結構,并用于堿性溶液下的ORR。相較于其他ORR催化劑,這種結構在堿性溶液下表現出超高的活性和穩定性。
Zhang L, Jia Y, Yao X, et al. Coordination of Atomic Co-Pt Coupling Species at Carbon Defects as Ac-tive Sites for Oxygen Reduction Reaction[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b04647
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b04647
5. Angew.:原位合成超薄Ni2P納米片用于析氫反應
超薄2D納米結構在能源儲存及轉化領域有著舉足輕重的作用。Shao-Hai Li等原位合成了一種暴露(001)晶面的超薄2D Ni2P納米片,并應用于堿性條件下的析氫反應中。
Li S, Zhang N, Xie X, et al. Stress Transfer‐Induced In Situ Formation of Ultrathin Nickel Phosphide Nanosheets for Efficient Hydrogen Evolution [J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201806221
https://doi.org/10.1002/anie.201806221
6. ACS Nano:原位電鏡揭示FeNi雙金屬中空氧化物形成過程
中空納米金屬氧化物形成的機理一般歸因于柯肯達爾效應,如何理清其氧化形成的機理仍然是一個挑戰,原位電鏡技術正好可以解決這個難題。Weiwei Xia等用原位透射電鏡技術揭示FeNi雙金屬納米顆粒形成中空氧化物的過程。
Xia W, Xu F, Li J, et al. Bimetallic Nanoparticle Oxidation in Three Dimensions by Chemically Sensitive Electron Tomography and In-Situ Transmission Electron Microscopy[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b02170
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.8b02170
7. ACS Nano:苯基修飾的石墨烯納米帶自組裝
原子級精確的石墨烯納米帶由于其獨特的物理性質,被廣泛應用于電子器件領域,但是如何在基底上有效地自組裝仍然是當前的一個挑戰。Mikhail Shekhirev等巧妙地給石墨烯納米帶邊緣修飾上了苯基,利用苯基之間的π-π相互作用,成功在Au(111)晶面上觀察到了石墨烯納米帶的自組裝行為。
Shekhirev M, Zahl P and Sinitskii A. Phenyl Functionalization of Atomically Precise Graphene Nanoribbons for Engineering Inter-Ribbon Interactions and Graphene Nanopores[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b04489
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.8b04489
8. ACS Nano:等離基元納米顆粒可見光驅動CO2還原
可見光驅動的CO2還原是當前CO2還原領域的一個熱門課題。Gayatri Kumari等利用原位表面增強拉曼光譜技術,監測了等離基元Ag納米顆粒在可見光驅動下進行CO2還原的過程,并結合DFT闡釋了整個還原過程的機理。
Kumari G, Zhang X, Jain P K, et al. Watching Visible Light-Driven CO2 Reduction on a Plasmonic Nanoparticle Catalyst[J]. ACS Nano, 2018.
DOI: 10.1021/acsnano.8b03617
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.8b03617
9. ACS Catal.:超薄單斜BiVO4納米片進行光解水
Chunwei Dong等用一種簡單的兩步凝膠合成法合成出單斜的超薄BiVO4納米片。該納米片具有超大的表面活性位點,大部分{010}晶面暴露,且存在大量氧空位,在可見光催化水氧化反應中具有優良的活性。
Dong C, Lu S, Liu Y, et al. Colloidal Synthesis of Ultrathin Monoclinic BiVO4 Nanosheets for Z-Scheme Overall Water Splitting under Visible Light[J]. ACS Catalysis, 2018.
DOI: 10.1021/acscatal.8b01645
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acscatal.8b01645
10. ACS Energy Lett.:CsPbBr3鈣鈦礦納米晶體的階梯生長和結構轉變
雖然膠硫族元素化合物納米晶體生長的機制已被廣泛理解,但鈣鈦礦納米晶體生長機理仍然難以捉摸。Peng, L.等人通過反應溫度的逐步升高和相關的退火時間來研究鈣CsPbBr3鈦礦納米晶體的階梯生長過程。并精準地監測約0.6 nm(接近一個晶胞)的增量,同時將團簇轉化為納米線,然后轉變為厚度可調的片晶,最后是尺寸可調的立方體形納米結構。
Peng L, Dutta A, Xie R, et al. Dot–Wire–Platelet–Cube: Step Growth and Structural Transformations in CsPbBr3 Perovskite Nanocrystals[J]. ACS Energy Letters, 2018.
DOI: 10.1021/acsenergylett.8b01037
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.8b01037
11. Nano Energy:Ni/Co納米片陣列用于OER
Yong Li等通過調控前驅體中Ni:Co的比例,合成出了一系列Ni/Co納米片陣列,隨后在NH3下還原該陣列得到了NiCoO2/CoO/Ni3N的復合結構。該結構在OER中具有優良的活性。
Li Y, Chu P K, Lee L Y S, et al. Ni/Co-Based Nanosheet Arrays for Efficient Oxygen Evolution Reaction[J]. Nano Energy, 2018.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.08.010
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.08.010
12. Nano Energy:原子級精確的Co-N-C納米纖維內嵌Co納米顆粒
Qingqing Cheng等成功合成了一種原子級精確的Co-N-C納米纖維內嵌Co納米顆粒的材料,并應用于堿性條件下的ORR中,研究結果表明該催化劑具有超高的活性及穩定性。隨后借助DFT,揭示了該催化劑高活性的原因。
Cheng Q, Gu M, Yang H, et al. Co Nanoparticle Embedded in Atomically-dispersed Co-N-C Nanofibers for Oxygen Reduction with High Activity and Remarkable Durability[J]. Nano Energy, 2018.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.08.005
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.08.005