1. Nature Commun.：一種用于快速充電和低溫非水鋰金屬電池的單氟醚基電解質溶液
電解質溶液的電化學穩定性窗口限制了非水鋰金屬電池的能量含量。具體而言，盡管包含氟化溶劑的電解質對高電壓正電極活性材料如LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811)顯示出良好的氧化穩定性，但離子導電性受到不利影響，因此電池在高電流倍率和低溫下的循環性能也受到不利影響。浙江大學陸俊、Tianpin Wu和南方科技大學Yonghong Deng等報道了一種具有Li-F和Li-O三齒配位化學的單氟醚作為電解質溶劑的設計和合成。1）溶劑分子中的單氟取代基(-CH2F)不同于二氟(-CHF2)和三氟(-CF3)取代基，它提高了電解質的離子電導率，而不會使氧化穩定性變窄。事實上，含有單氟醚溶劑的電解質溶液在很寬的溫度范圍內(即-60°C至+60°C)和高充電/放電倍率下(例如17.5mA cm-2)表現出與正負電極的良好兼容性。2）使用這種電解質溶液，作者組裝并測試了320 mAh Li||NCM811多層軟包電池，該電池在30°C下以0.8/8mA cm-2的充電/放電倍率運行200次后，其比能量為426 Wh kg-1(基于整個電池的重量)，容量保持率為80%。Zhang, G., Chang, J., Wang, L. et al. A monofluoride ether-based electrolyte solution for fast-charging and low-temperature non-aqueous lithium metal batteries. Nat Commun 14, 1081 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-36793-6https://doi.org/10.1038/s41467-023-36793-6
2. Angew：自愈式寬溫自適應鉀離子電池鉍銻復合負極的動態氫鍵網絡調節器
銻(Sb)基負極以其超大容量和合理的插鉀電壓成為鉀離子電池(PIB)的候選材料之一。但其動力學速度慢、界面兼容性差等問題嚴重困擾了其實際應用。近日，天津工業大學Jianmin Ma，青島科技大學Guohui Qin將微小的 Bi0.67Sb1.33S3 納米球 (NPs)封裝到堅硬的 PET 框架中，這些框架由軟 PTA 網絡動態互鎖。1）研究人員首先證明了KFSI 在 Bi0.67Sb1.33S3 的催化下引發 TA 的開環聚合 (ROP)。介孔 PET 可實現最先進的連續離子傳導網絡，實現K+的快速遷移，顯著促進K+的快速傳輸。2）具有豐富極化功能基團的高離子導電 PET@PTA 顯示出優異的陰離子 FSI- 固定能力。通過引入包含兩種不同類型氫物種的 HBEB 位點，即巰基鍵和羧基鍵，與 Bi0.67Sb1.33S3 NPs 粘合/內聚，提供額外的結合位點并定制自旋狀態，強大的自修復能力也得到加強負極通過 PET/PTA 內的氫鍵交換。因此，Bi0.67Sb1.33S3/PET@PTA 表現出顯著的速率和循環穩定性，甚至對更廣泛的溫度適應性具有很強的適應性。這項工作闡明了對動態化學工具箱和精心定制的 HBEB 位點之間相互作用的基本理解，促進了構建具有高電化學行為、更寬溫度適應性和可持續性的超分子聚合物負極的合理電極設計規則。
Yihui Liu, et al, Dynamic Hydrogen Bonds Network Modulator of Bismuth-Antimony Complex Anode for Self-Healable and Wider Temperature Adaptive Potassium Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300599DOI: 10.1002/anie.202300599https://doi.org/10.1002/anie.202300599
3. Angew：用于在中性水溶液中將CO2高效電還原為CH4的孤立Sn (IV) 活性位點
目前，人們非常需要開發具有非銅金屬位點的高效電催化劑，用于將 CO2 電化學還原反應 (eCO2RR) 生成碳氫化合物和含氧化合物，但這仍然是一個巨大的挑戰。在此，中山大學Pei-Qin Liao開發了穩定的金屬有機骨架 (DMA)4[Sn2(THO)2]（Sn-THO，THO6?= triphenylene-2,3,6,7,10,11hexakis(olate)，DMA = 二甲基銨）與分離和扭曲的八面體SnO62-活性位點eCO2RR 電催化劑。1）催化劑顯示出 eCO2RR 對CH4產物的卓越性能，而不是報道的Sn基催化劑的常見產物甲酸鹽和CO。CH4的分電流密度達到 34.5 mA cm-2的高值，超過了大多數報道的銅基和所有非銅金屬基催化劑。2）實驗和理論結果表明，孤立的 SnO62? 活性位點有利于形成關鍵的*OCOH 物質以產生 CH4，并且可以極大地抑制*OCHO和*COOH 物質的形成以分別產生*HCOOH和*CO。
Zhen-Hua Zhao, et al, Isolated Tin(IV) Active Sites for Highly Efficient Electroreduction of CO2 to CH4 in Neutral Aqueous Solution, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202301767DOI: 10.1002/anie.202301767https://doi.org/10.1002/anie.202301767
4. Angew：非手性發光材料的高效圓偏振電致發光
圓偏振電致發光（CP-EL）通常在基于特殊CP發光（CPL）材料的有機發光二極管（OLED）中產生，而普通的非手性發光材料很少被認為能夠直接產生CP-EL。在此，華南理工大學Zujin Zhao開發了具有高光致發光量子產率和良好CPL不對稱因子的近紫外CPL材料，可以為各種非手性發光材料誘導藍色至紅色CPL。1）強近紫外 CP-EL 具有 9.0% 的最佳外部量子效率 (ηexts) 和小的效率滾降，是通過將它們用作 CPOLED 的發射器來實現的。2）通過采用它們作為主體或敏化劑，市售的橙黃色非手性磷光、熱激活延遲熒光 (TADF) 和多共振 (MR) TADF 材料可以產生強烈的 CP-EL，具有高不對稱因子和出色的 ηextS (30.8%) ，展示了通往高效 CP-EL 的簡單而通用的途徑。
Letian Xu, et al, Efficient Circularly Polarized Electroluminescence from Achiral Luminescent Materials, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300492DOI: 10.1002/anie.202300492https://doi.org/10.1002/anie.202300492
5. Angew：RAFT 介導的乳液聚合誘導自組裝用于合成核心可降解水性顆粒
用于生產可降解聚合物的新合成途徑的開發引起了越來越多的興趣，因為這些產品的應用范圍從更環保和可重復使用的材料的合成到生物醫學應用。近日，里昂第一大學Muriel Lansalot，Franck D’Agosto將三硫代碳酸酯封端的 PNAM 或 PEG 用作 macroCTA，以介導 苯乙烯(S)或丙烯酸丁酯(BA)與dibenzo[c,e]oxepane-5-thione（DOT）的水乳液共聚合。1）合成在相當短的時間內產生了非常高的轉化率，并導致形成明確定義的 PNAM-b-P(S-co-DOT)、PNAM-b-P(BA-co-DOT) 和 PEG-b-P(BA-co-DOT) 兩親性化合物嵌段共聚物。這些嵌段共聚物的原位自組裝形成了穩定的水性納米粒子。2）最終，疏水性嵌段在堿性條件下通過硫酯功能的裂解被證明是可降解的。與 PEG 裝飾的納米顆粒相比，PNAM 納米顆粒可以在更廣泛的條件下獲得，并且可以耐受各種疏水單體。3）這項工作建立了第一個在水中直接合成納米粒子的有效和簡單途徑的例子，納米粒子具有由生物相容性聚合物制成的外殼和由可降解乙烯基聚合物制成的核心。乳液中的PISA不僅僅是從乳液聚合到兩親性嵌段共聚物生產的直接轉換，也不是用PISA設計任何類型的嵌段共聚物。事實上，這需要通過RAFT工藝與系統的物理化學方面進行精細的化學調節。考慮到PISA近年來引起的興趣，這種類型的納米顆粒及其制造方法應該被認為是設計藥物輸送或納米醫學應用的額外有用的工具。
Paul Galanopoulo, et al, RAFT-mediated emulsion polymerization-induced self-assembly for the synthesis of core-degradable waterborne particles, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202302093DOI: 10.1002/anie.202302093https://doi.org/10.1002/anie.202302093
6. Angew：基于鈷 (II) 三唑吡啶雙-[鈷 (III) 咔咯] 絡合物的OER和ORR雙功能電催化劑
由于開發替代能源具有重大意義，過氧化氫 (H2O2) 作為未來能源載體獲得了廣泛關注。然而，尋找穩定且具有電化學選擇性的 H2O2 ORR 電催化劑仍然是一個挑戰，這使得雙功能催化劑的設計（理想情況下）極其重要且最受關注。近日，約翰尼斯·開普勒大學Wolfgang Sch?fberger報道了一種用于 ORR 和 OER 的高效雙功能電催化劑。1）通過設計具有 CoII 和 CoIII 反應中心的催化劑結構，我們實現了近 100% 的 H2O2 生產選擇性活性。氧還原反應發生在兩個 CoIII 咯咯大環體系中。當應用于 OER 催化時，也獲得了有希望的結果。2）結果表明，在 10 mA cm-2 的電流密度下，過電位相對較低，為 412 mV，氧氣的法拉第效率為 98%，并且具有出色的64 mV dec-1塔菲爾斜率以及出色的穩定性。析氧反應發生在三金屬配合物的 CoII 三唑吡啶亞基上。3）由于當今最先進的OER和ORR催化劑主要依賴昂貴的貴金屬材料及其氧化物形式(即Pt、RuO2、IrO2)，因此所開發的OER和ORR催化劑是一種環境友好、高效和耐用的雙功能替代催化劑。
Abdalaziz Aljabour, et al, A Bifunctional Electrocatalyst for OER and ORR based on a Cobalt(II) Triazole Pyridine Bis-[Cobalt(III) Corrole] Complex, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202302208DOI: 10.1002/anie.202302208https://doi.org/10.1002/anie.202302208
7. AM：調節無機和有機成分以構建非晶-ZnFx 富集固體電解質界面用于高度可逆的鋅金屬化學
將無機微晶引入固體電解質界面（SEI）是提高鋅金屬負極（ZMA）可逆性的有效策略。然而，SEI 的結構-性能關系尚未完全了解，因為其原始狀態下無機和有機成分的存在形式尚未得到解決。在這里，香港城市大學支春義教授，南方科技大學Bing Han使用雙溶劑電解質為 ZMA 構建了高效的 SEI，并通過低溫透射電子顯微鏡解析了它的組成/結構。1）這種具有均勻分布在有機基質中的無定形無機 ZnFx 的高度氟化 SEI 與具有結晶無機物的普通鑲嵌和多層 SEI 有很大不同。它具有改進的結構完整性、機械韌性和Zn2+離子電導率。因此，ZMA 表現出出色的可逆性，電鍍/剝離庫侖效率提高到 99.8%。2）基于ZMA的全電池在 3.2 mAh cm-2 的實際面積容量下實現了 54% 的高鋅利用率，并在 1800 小時內穩定循環，累積容量達到 5600 mAh cm-2。這項研究重點介紹了用于高度可逆金屬負極的非晶 SEI 的詳細結構和組成。
Guojin Liang, et al, Regulating inorganic and organic components to build amorphous-ZnFx enriched solid-electrolyte interphase for highly reversible Zn metal chemistry, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202210051https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202210051
8. AM：用于延時照明的碳納米點中的彩色三重態激子
延時照明在關燈時為人眼提供了一個額外的緩沖照明時間。三重態激子的長壽命發射具有突出的潛力，但由于泡利不相容原理導致的禁戒躍遷特性使其變暗，開發全色和明亮的三重態激子仍然具有挑戰性。在此，鄭州大學Chong-Xin Shan，Kai-Kai Liu通過將多色 CNDs 發射體限制在 NaCNO 晶體中，實現了碳納米點 (CNDs) 中從紫外 (UV) 到近紅外 (NIR) 的三重態激子發射。1）NaCNO晶體可以隔離CNDs，抑制激發態電子聚集引起的能量轉移引起的三重態激子猝滅，限制晶體還可以通過抑制非輻射躍遷引起的三重態激子耗散來促進磷光。2）CNDs中輻射復合三重態激子的磷光覆蓋了300 nm（UV）到800 nm（NIR）的光譜區域，相應的壽命可以達到15.8、818.0、239.7、168.4、426.4和127.6 ms。3）此外，基于多色磷光CND設計了環保發光燈罩，從而展示了延時LED。這些發現將激發開發 UV 到 NIR 磷光 CND 和多色延時照明應用的新機會。
Shi-Yu Song, et al, Colorful Triplet Excitons in Carbon Nanodots for Time Delay Lighting, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202212286https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202212286
9. AM: 具有不同形態的聚合物軟物質的流體流動模板化
找到一種傳統的納米制造技術具有挑戰性，該技術可以以可擴展、通用且易于調節的方式可重復地生產高表面積和納米級形態的軟聚合物。在這里，北卡羅來納州立大學Orlin D. Velev探索了一種通用方法的能力，該方法基于以多相流中的流體流線為模板的聚合物沉淀來制造各種納米和微米級形態。1）研究表明，雖然該過程操作簡單，但其相互交織機制的各種組合可以可控和可重復地導致形成非常廣泛的膠體形態。2）通過系統地研究工藝條件，研究人員確定了十二種不同類別的聚合物微結構和納米結構，包括顆粒、棒、帶、納米片和軟樹枝狀膠體 (dendricolloids)。通過將物理過程描述為三個階段來解釋結果：流體動力剪切、毛細管和機械破碎以及聚合物沉淀速率。3）對底層基本機制的洞察指導研究人員開發一個多功能和可擴展的納米加工平臺。此外，證實了基于液體剪切的技術是通用的，并且適用于許多化學不同的聚合物和生物聚合物，顯示出作為一種通用工具的潛力，可以對許多形態不同的軟物質類別進行簡單和可擴展的納米制造。
Rachel S. Bang, et al, Fluid Flow Templating of Polymeric Soft Matter with Diverse Morphologies, Adv. Mater. 2023DOI: 10.1002/adma.202211438https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202211438
10. AM：原子級調控二維ReSe2: 促進光催化的通用平臺
通過光催化分解水產生太陽能氫(H2)實際上是有前途的、環境友好的和可持續的碳中性的。因此，理解如何在原子水平上可控地設計光催化劑是很重要的。阿德萊德大學喬世璋教授等報告了缺陷ReSe2納米片(NSs)的原子級工程，以顯著促進各種半導體光催化劑(包括TiO2、CdS、ZnIn2S4和C3N4)上的光催化H2演化。1）先進的表征，如原子分辨率像差校正的掃描透射電子顯微鏡(AC-STEM)、基于同步加速器的X射線吸收近邊緣結構(XANES)、原位X射線光電子能譜(XPS)、瞬態表面光電壓(SPV)光譜和瞬態光致發光(PL)光譜，以及理論計算證實了強耦合的ReSe2/TiO2界面和缺陷ReSe2 NSs的大量原子級活性位點導致了ReSe2/TiO2活性的顯著提高。2）作者工作不僅首次實現了ReSe2 NSs作為一個多功能平臺的原子級工程，以顯著提高不同光催化劑的活性，而且更重要的是，強調了原子級合成和探索二維材料用于能量轉換和存儲的巨大重要性。
Ran, J., et al, Atomic-Level Regulated Two-Dimensional ReSe2: A Universal Platform Boosting Photocatalysis. Adv. Mater. 2210164.DOI: 10.1002/adma.202210164https://doi.org/10.1002/adma.202210164
11. AEM：為超穩定固態鋰金屬電池定制具有豐富路易斯酸位點的垂直排列的無機-聚合物納米復合材料
納米復合固體聚合物電解質被認為是固態鋰金屬電池的一種有前途的策略。然而，隨機分散在聚合物基體中的填料具有有限的Li+遷移數和不足的離子電導率，嚴重犧牲了離子傳輸能力，從而限制了它們的實際應用。滑鐵盧大學陳忠偉、華南師范大學Xin Wang和Dan Luo等提出了一種磁場輔助排列策略，將垂直排列的埃洛石納米管分散在聚合物基質中，作為超穩定SSLMBs的無機-聚合物納米復合材料固態電解質。1）作為路易斯酸位點的金屬陽離子可以捕獲陰離子以促進鋰鹽的離解，同時足夠的氧和羥基官能團提供了豐富的鋰離子遷移位點以利于離子傳輸。同時，垂直排列的埃洛石/聚合物界面與上述協同效應相結合，可以在固態電解質內部建立定向通道，從而顯著提高其離子電導率。特別地，形成有機-無機雙層固體電解質界面以均勻Li沉積并抑制枝晶生長。2）垂直排列網絡的有益效果也在全電池和軟包型電池中得到證實，其中可以實現顯著的2000次循環，每次循環的容量衰減為0.012%。
Nie, Y., et al, Tailoring Vertically Aligned Inorganic-Polymer Nanocomposites with Abundant Lewis Acid Sites for Ultra-Stable Solid-State Lithium Metal Batteries. Adv. Energy Mater. 2023, 2204218.DOI: 10.1002/aenm.202204218https://doi.org/10.1002/aenm.202204218
12. AEM：混合Addenda Dawson型多金屬氧酸鹽作為高效有機光電器件的高性能陽極夾層材料
電極夾層在光電器件的性能提升中起著舉足輕重的作用。目前，聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT:PSS)和氧化鉬是有機光電器件中最流行的兩種陽極夾層(AIL)材料，但兩者在實際應用中都存在明顯的缺陷使用。由于缺乏具有合適能級的合適半導體，開發 AIL 材料作為 PEDOT:PSS 和 MoO3 的替代品仍然是一個挑戰。在此，中科院化學所侯劍輝研究員，北京化工大學Bowei Xu合成了一系列具有可調化學成分和光電特性的道森型多金屬氧酸鹽 (POM)，以開發用于有機發光二極管 (OLED) 和有機太陽能電池 (OSC) 等有機光電器件的高效 AIL。1）POM薄膜具有高功函數、優異的導電性、良好的透光率和光滑的表面，賦予POM AILs出色的空穴注入/收集能力。道森型 POM 在空穴注入/收集方面的高性能確保了空穴從有機層到陽極的高效傳輸，抑制了光電器件中的電荷復合。2）由 POM4 改性的 OSC 表現出 17.8% 和 16.1% 的功率轉換效率，有效面積分別為 0.04 和 1.00 cm2。具有 POM3 和 POM4 的 OLED 表現出明顯優于 PEDOT:PSS 器件的發光效率，同時開啟電壓從 3.8 顯著降低至 2.8 V。
Yi Yang, et al, Mixed-Addenda Dawson-Type Polyoxometalates as High-Performance Anode Interlayer Materials for Efficient Organic Optoelectronic Devices, Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202204228https://doi.org/10.1002/aenm.202204228
