1. Nat. Chem.:半不穩定MOF的水解穩定性
高度多孔的金屬-有機骨架(MOF)具有顯著的穩定性問題,特別是水穩定性較差,這嚴重限制了MOF的應用潛力。McHugh, L.等人研究f發現在MOF的金屬中心的配位環境中,存在的“犧牲”鍵(稱為半可原性)可以穩定脫水銅基MOF。
McHugh L N, McPherson M J, et al. Hydrolytic stability in hemilabile metal–organic frameworks[J]. Nature Chemistry, 2018.
DOI: 10.1038/s41557-018-0104-x
https://doi.org/10.1038/s41557-018-0104-x
2. Nat. Commun.:平面型鈣鈦礦太陽能電池的最新記錄!
陜師大劉生忠課題組報道一種新型EDTA絡合氧化錫的電子傳輸層(EDTA-SnO2)。EDTA-SnO2的費米能級與鈣鈦礦的導帶更好地匹配,從而產生高開路電壓。其電子遷移率約為SnO2的三倍。EDTA-SnO2的平面型電池的記錄功率轉換效率增加至21.60%(認證效率21.52%),并成功地抑制回滯現象和提升電池穩定性。
Yang D, Yang R, et al. High efficiency planar-type perovskite solar cells with negligible hysteresis using EDTA-complexed SnO2[J]. Nature Communications, 2018.
DOI: 10.1038/s41467-018-05760-x
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05760-x
3. Chem:PdAu/ZrO2催化5羥甲基糠醛制對二甲苯
L. Tao等人制備了四方型ZrO2負載的PdAu合金納米顆粒,不需要使用外加H2,使用生物質衍生物甲酸作為氫源,該催化劑可以便高效地催化同樣是生物質衍生物5-羥甲基糠醛生成2,5-二甲基呋喃(DMF),并且可以進一步催化DMF與乙烯之間的脫水環化反應生成對二甲苯,一種重要的工業原料。該工藝為生物質的利用開辟了一條新的簡單高效的工藝路徑。
Tao L, Li Z, Cao Y, et al. Toward an Integrated Conversion of 5-Hydroxymethylfurfural and Ethylene for the Production of Renewable p-Xylene[J]. Chem, 2018.
DOI: 10.1016/j.chempr.2018.07.007
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.07.007
4. JACS:石墨烯納米帶
在寬度為1.7 nm長度達58 nm的石墨烯納米帶(GNRs)上,通過Diels-Alder反應修飾上N-n-hexadecyl maleimide長鏈分子后,這種具有較大邊緣基團的GNRs在多種有機溶劑中的分散度得到了大幅提升,其中在THF中的溶解度達5 mg/mL,比之前所報道的最高溶解度還要高2個數量級。這種單分散的GNRs具有可以發射近紅外光,其量子產率達9.1%,光子壽命達8.7 ns。
Huang Y, Xu F, Feng X, et al. Intrinsic Properties of Single Graphene Nanoribbons in Solution: Synthetic and Spectroscopic Studies[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b06028
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b06028
5. JACS:全氟化增強MOF Lewis酸性
借助于EPR光譜中連接在MOF上的超氧陰離子自由基信號和N-methylacridone (NMA)鍵接MOF后的熒光光譜作為表征手段,P. Ji等人發現,使用全氟化后有機分子作為連接劑所得到的MOFs Zr6-fBDC,Zr6-fBPDC的Lewis酸性遠強于未氟化處理的UiO-66,UiO-67,甚至是硝化取代的MOFs Zr6-BDC-NO2和Zr6-BPDC-(NO2)2。這種強Lewis酸性MOF作為單位點催化劑在催化Diels-Alder反應和芳烴C-H碘化反應中表現出超高的催化活性。
Ji P, Lin W, et al. Tuning Lewis Acidity of Metal–Organic Frameworks via Perfluorination of Bridging Ligands: Spectroscopic, Theoretical, and Catalytic Studies[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b05765
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05765
6. JACS:烷基胺鹽制金屬氮化物分子機理
烷基胺鹽是目前少有的可以直接制備金屬氮化物而無需保溫焙燒處理的分子前驅體。但是其分子反應機理至今仍不清晰。Y. Chen等人以InBr3·x RCH2NH2為前驅體,引入丁基鋰和RCH2NH2反應所得的RCH2NHLi后可以直接得到金屬In(0)和InN。研究發現,反應過程中的RCH2NH-烷基陰離子,可以進一步脫去H-形成RCH=NH,而H-離子則可以還原In3+至In(0)。烷基胺陰離子可以進一步生成-NH2,該中間體可以與In3+反應直接形成InN。
Chen Y, Beaulac R, et al. Conversion Mechanism of Soluble Alkylamide Precursors for the Synthesis of Colloidal Nitride Nanomaterials[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b06063
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b06063
7. AM:肌肉啟發-強各向異性,高離子導電的水凝膠
生物組織由于其良好的微觀結構通常表現出優異的各向異性和機械性能。受肌肉排列結構的啟發,胡良兵課題組通過充分利用天然木材的高抗拉強度,以及水凝膠的柔韌性和高水含量,開發出高度各向異性,強機械性能和導電的木材水凝膠。由于木材中排列的纖維素納米纖維(CNF)與聚丙烯酰胺(PAM)聚合物之間的強鍵合和交聯,木材水凝膠沿縱向顯示出36MPa的高拉伸強度,分別比細菌纖維素水凝膠(7.2MPa)和非改性PAM水凝膠(0.072MPa)強5倍和500倍。由于其中具有帶負電荷排列的CNF,木材水凝膠也是一種優秀的納米薄膜導管,在低濃度下離子電導率高達5×10 -4 S cm-1,可用于高選擇性離子傳輸,類似于生物肌肉組織。
Kong W, Wang C, Jia C, et al. Muscle-Inspired Highly Anisotropic, Strong, Ion-Conductive Hydrogels[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201801934
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201801934
8. AM:碳化硼納米線雙功能作用-鋰硫電池
Arumugam Manthiram課題組通過簡單的催化劑輔助工藝,在碳納米纖維上原位生長了碳化硼納米線(B4C@CNF)制得鋰硫電池正極材料。作為化學錨定中心的B4C納米線提供強的多硫化物吸附性,同時,B4C的催化作用增強了多硫化物轉化的氧化還原動力學,有助于提高倍率性能。
Luo L, Chung S, Asl H Y, et al. Long‐Life Lithium–Sulfur Batteries with a Bifunctional Cathode Substrate Configured with Boron Carbide Nanowires[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201804149
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201804149
9. AEM:基于傳統紙的大型導電紗線-超級電容器
Y. Heo等人研究出一種簡單且可擴展的方法來制造具有大比電容的紗線型超級電容器,而且不需要傳統的贗電容電極材料。紗線型超級電容器是由rGO和SWNT涂覆在韓國傳統紙(KTP)上制成。由于rGO和SWNT之間的協同效應,rGO/SWNT@KTP材料展示出令人驚訝的電化學電容值(是rGO@KTP超級電容器的500倍)。在KTP上涂覆rGO和SWNT賦予復合膜良好的形態,使得其中的孔隙率增加并且平均孔徑減小。紗線型rGO/SWNT超級電容器具有良好的機械強度,高柔韌性和優異的電化學性能。
Heo Y, Lee J W, Son Y, et al. Large-Scale Conductive Yarns Based on Twistable Korean Traditional Paper (Hanji) for Supercapacitor Applications: Toward High‐Performance Paper Supercapacitors[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201801854
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201801854
10. AEM:瀝青碳的預氧化調諧微結構-鈉離子電池負極
胡勇勝課題組采用了一種簡便的預氧化策略來調節碳負極的微觀結構以促進Na+的儲存。選擇瀝青作為低成本和高碳產率的前體,在空氣中進行簡單的預氧化處理,使瀝青在進一步的碳化過程中實現從有序到無序的有效結構轉換。引入氧基官能團是實現高度無序結構的關鍵,不僅可保證低溫預氧化過程中的交聯,還可以抑制碳結構在高溫下的熔化和重排。
Lu Y, Zhao C, Qi X, et al. Pre-Oxidation-Tuned Microstructures of Carbon Anodes Derived from Pitch for Enhancing Na Storage Performance[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201800108
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201800108
11. AEM:石墨烯-聚乙烯亞胺網絡中硫的捕獲和再分布-鋰硫電池
Michael A. Pope課題組研究了一種制備高容量,高載硫的簡單方法。當聚乙烯亞胺絮凝時,將溶解的硫與水混合形成的硫溶膠被捕獲在GO片層間,低溫水熱處理后得到導電的,部分共價的復合材料。使用該方法,硫以高達75.7 wt%,高面積硫負荷(≈5.4 mg cm-2)均勻分布。電極在0.15 C時250次循環中表現出可忽略的容量損失,0.75 C下810次循環中每次循環僅有0.028%的容量損失。
Ghosh D, Gad M, Lau I, et al. Trapping and Redistribution of Hydrophobic Sulfur Sols in Graphene–Polyethyleneimine Networks for Stable Li-S Cathodes[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201801979
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201801979
12. J. Phys. Chem. Lett.:無模板合成高產Fe摻雜CsPbX3鈣鈦礦
Zou, S.等人通過反溶劑蒸汽輔助無模板方法成功合成高產Fe摻雜銫CsPbX3超長微絲(MWs),其直徑可達5微米,長度可達毫米。研究表明Fe摻雜MWs具有雙光子熒光發射的質量高和非線性吸收系數大等優點。
Zou S, Yang G, et al. Template-Free Synthesis of High-Yield Fe-Doped Cesium Lead Halide Perovskite Ultralong Microwires with Enhanced Two-Photon Absorption[J]. Journal of Physical Chemistry Letters, 2018.
DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b02127
https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.8b02127