1. Acc. Chem. Res.：氧化氣氛誘導(dǎo)的強(qiáng)金屬-載體相互作用及其催化應(yīng)用
到目前為止，氧化性強(qiáng)金屬-載體相互作用（O-SMSI）已被觀察到用于各種載體的催化劑體系，包括金屬氧化物、磷化物和氮化物。而O-SMSI和它在催化劑系統(tǒng)中的行為與我們以前對C-SMSI的理解相矛盾，即需要還原氣氛和已知的封裝驅(qū)動力。此外，O-SMSI封裝層在氧化性氣氛中顯示出相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，并為支撐催化劑的高溫?zé)Y(jié)問題提供了潛在的解決方案。
鑒于此，中科院大連化學(xué)物理研究所王軍虎等總結(jié)了課題組最近在O-SMSI方面的工作，重點是HAP載體和外源吸附方法，并簡要討論了O-SMSI的一些應(yīng)用，包括CO消除、醇氧化、炔烴和烯烴活化。最后對這一新興領(lǐng)域的現(xiàn)有挑戰(zhàn)和機(jī)遇提出了結(jié)論和展望。
本文要點：
1）首先簡要介紹了O-SMSI的研究背景以及開發(fā)具有這種效果的新系統(tǒng)的動機(jī)。特別是，通過應(yīng)用高溫氧化誘導(dǎo)的具有O-SMSI的Au/羥基磷灰石（HAP，非氧化物）系統(tǒng)阻止了Au NP的燒結(jié)。
2）金屬納米顆粒中的局部電子再分配（即從金屬到載體的電子轉(zhuǎn)移）是O-SMSI的一個特征，可以控制它來調(diào)整金屬-載體相互作用的強(qiáng)度。使用外源吸附劑來調(diào)節(jié)金屬納米顆粒的電子態(tài)（費米能級），以人為地將O-SMSI引入負(fù)載在TiO2上的Au、Pd、Pt和Rh催化劑中。
3）O-SMSI可以廣泛應(yīng)用于多相催化劑的開發(fā)，并總結(jié)了一些具有不同機(jī)理的常見O-SMSI催化劑，并對該領(lǐng)域存在的挑戰(zhàn)和可能的研究方向提供了見解。
Guandong Wu, et al. Oxidative-Atmosphere-Induced Strong Metal–Support Interaction and Its Catalytic Application. Accounts of Chemical Research.
DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00727
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00727
2. Acc. Chem. Res.：碳基電催化材料中的缺陷：合成、識別和進(jìn)展
自2009年首次報道氮摻雜碳納米管具有增強(qiáng)的ORR性能以來，開發(fā)基于碳的無金屬催化劑（CMFC）作為貴金屬電催化劑的潛在替代品已成為一個有吸引力的研究領(lǐng)域。到目前為止，在為CMFC開發(fā)新的摻雜劑策略方面取得了巨大進(jìn)展；然而，由于碳基材料中控制摻雜劑及其均勻性的復(fù)雜性，催化機(jī)理和活性位點鑒定的細(xì)節(jié)仍不清楚。
為了解決這個問題，自2015年以來，中山大學(xué)姚向東課題組提出了一系列關(guān)于缺陷催化電化學(xué)反應(yīng)的工作，并提出了缺陷催化機(jī)制。這一理論現(xiàn)在被研究界廣泛接受，并已成為世界范圍內(nèi)電催化的一個非常重要的領(lǐng)域。鑒于此，中山大學(xué)姚向東等重點綜述了用于缺陷電催化的缺陷碳基材料（DCMs）領(lǐng)域的工作；并總結(jié)DCMs中活性位點的最新缺陷調(diào)制策略；然后展示先進(jìn)的表征技術(shù)來確認(rèn)DCMs中缺陷的類型和密度；最后提出了原子尺度缺陷工程可能存在的問題和機(jī)遇，為缺陷電催化路線圖的研究方向提供了參考。
本文要點：
1）首先介紹了缺陷理論用于合理設(shè)計DCMs，隨后總結(jié)了課題組在最先進(jìn)的缺陷工程策略方面的工作，以設(shè)計具有高活性的DCMs，特別強(qiáng)調(diào)缺陷結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能之間的聯(lián)系。
2）對DCMs中活性位點的最新缺陷調(diào)制方法進(jìn)行了分類，并展示了先進(jìn)的表征技術(shù)來確認(rèn)DCM中缺陷的類型和密度。最后對這一令人興奮的領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和未來的研究機(jī)遇提出了幾點看法。
Yi Jia, et al. Defects in Carbon-Based Materials for Electrocatalysis: Synthesis, Recognition, and Advances. Accounts of Chemical Research Article.
DOI: 10.1021/acs.accounts.2c00809
https://doi.org/10.1021/acs.accounts.2c00809
3. Nature Commun.：用于在環(huán)境壓力下將 CO 光氫化為液體燃料的釕鈷單原子合金
光熱費托合成代表了一種將一氧化碳轉(zhuǎn)化為增值化學(xué)品的有前途的策略。高效的C-C偶聯(lián)反應(yīng)和C5+液體燃料的生產(chǎn)通常需要高壓(25 MPa)。在此，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所張鐵銳研究員，Zhenhua Li報道了一種源自層狀雙氫氧化物納米片前體的釕鈷單原子合金(Ru1Co-SAA)催化劑。
本文要點：
1）在UV-Vis照射(1.80 W cm?2)下，Ru1Co-SAA加熱至200 °C，并在環(huán)境壓力(0.1-0.5 MPa)下將CO光氫化為C5+液體燃料。
2）單原子Ru位點顯著增強(qiáng)了CO的解離吸附，同時促進(jìn)了C-C偶聯(lián)反應(yīng)并抑制了CHx*中間體的過度氫化，導(dǎo)致CO光氫化轉(zhuǎn)換頻率為0.114 s-1，C5+選擇性為75.8%。
3）由于局部Ru-Co配位，在C-C偶聯(lián)反應(yīng)過程中會產(chǎn)生高度不飽和的中間體，從而提高碳鏈增長為C5+液體燃料的可能性。這些發(fā)現(xiàn)為在溫和壓力下陽光下的C5+液體燃料開辟了新的前景。
Zhao, J., Liu, J., Li, Z. et al. Ruthenium-cobalt single atom alloy for CO photo-hydrogenation to liquid fuels at ambient pressures. Nat Commun 14, 1909 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-37631-5
https://doi.org/10.1038/s41467-023-37631-5
4. JACS：異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米佐劑CuSe/CoSe2可通過阻斷乳酸外排增強(qiáng)鐵死亡和光-免疫治療
實體瘤中具有高乳酸代謝的免疫抑制腫瘤微環(huán)境(TME)是臨床免疫治療面臨的一項嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。雖然對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行靶向代謝重編程可以恢復(fù)TME中的免疫細(xì)胞活性和功能，但該策略也仍會受到免疫原性不足等問題的影響。有鑒于此，中科院長春應(yīng)化所林君研究員和馬平安研究員構(gòu)建了一種可激活的免疫調(diào)節(jié)納米佐劑CuSe/CoSe2@昔洛舍平(CSC@Syro)，并將其用于同時緩解免疫抑制TME和增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答。
本文要點：
1）研究表明，CuSe/CoSe2(CSC)能夠表現(xiàn)出TME激活的消耗谷胱甘肽(GSH)和產(chǎn)生羥基自由基(?OH)的能力，從而導(dǎo)致鐵死亡。與此同時，具有顯著的光熱轉(zhuǎn)換效率和光催化ROS水平升高性能的CSC異質(zhì)結(jié)構(gòu)也能夠誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡(ICD)。此外，負(fù)載的昔洛舍平抑制劑能夠下調(diào)單羧酸轉(zhuǎn)運蛋白4 (MCT4)的表達(dá)以阻斷癌細(xì)胞的LA代謝，并通過細(xì)胞內(nèi)環(huán)境酸化增敏鐵死亡以及通過中和酸性TME以緩解免疫抑制。
2）實驗結(jié)果表明，CSC@Syro能夠通過代謝調(diào)節(jié)增強(qiáng)由ICD刺激的T淋巴細(xì)胞的免疫浸潤，并進(jìn)一步提高抗腫瘤治療效果。綜上所述，CSC@Syro介導(dǎo)的協(xié)同治療可實現(xiàn)腫瘤代謝調(diào)節(jié)、鐵死亡與免疫治療的結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫原性，有效抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。
Chunzheng Yang. et al. Heterostructural Nanoadjuvant CuSe/CoSe2 for Potentiating Ferroptosis and Photoimmunotherapy through Intratumoral Blocked Lactate Efflux. Journal of the American Chemical Society. 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c12772
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c12772
5. AM：用于超長壽命水系鋅金屬電池的 ZnSnO3 的多尺度結(jié)構(gòu)工程
抑制鋅(Zn)金屬負(fù)極嚴(yán)重的水誘導(dǎo)副反應(yīng)和不受控制的枝晶生長對于水系鋅金屬電池實現(xiàn)超長循環(huán)壽命和促進(jìn)其實際應(yīng)用至關(guān)重要。在此，中科大余彥教授，Yu Yao提出了多尺度（電子晶體幾何）結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念，以精確構(gòu)建空心非晶ZnSnO3立方體（HZTO）以優(yōu)化鋅金屬陽極。
本文要點：
1）原位氣相色譜表明，經(jīng)HZTO改性的鋅負(fù)極(HZTO@Zn)可以有效抑制不需要的氫氣析出。通過原位pH檢測和原位拉曼分析揭示了pH穩(wěn)定和腐蝕抑制機(jī)制。此外，綜合實驗和理論結(jié)果證明，非晶結(jié)構(gòu)和空心結(jié)構(gòu)賦予HZTO保護(hù)層強(qiáng)Zn親和力和Zn2+快速擴(kuò)散，有利于實現(xiàn)理想的無枝晶Zn負(fù)極。
2）因此，HZTO@Zn對稱電池（2 mA cm-2時6900h，比裸Zn長100倍）、HZTO@Zn||V2O5全電池（1100次循環(huán)后容量保持率為99.3%）、和HZTO@Zn||V2O5軟包電池(120.6 Wh kg-1at1A g-1)得以實現(xiàn)。
這項具有多尺度結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的工作為合理開發(fā)其他超長壽命金屬電池的先進(jìn)保護(hù)層提供了重要指導(dǎo)。
Fangxin Ling, et al, Multi-scale Structure Engineering of ZnSnO3 for Ultra-long-life Aqueous Zinc-Metal Batteries, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202208764
https://doi.org/10.1002/adma.202208764
6. AM：液體超擴(kuò)散促進(jìn)高性能射流沸騰以增強(qiáng)相變冷卻
通過表面工程強(qiáng)化沸騰傳熱因其在工業(yè)領(lǐng)域的巨大需求而受到普遍關(guān)注。然而，作為一種動態(tài)界面現(xiàn)象，深入了解其過程和機(jī)制，包括液體再潤濕和蒸汽離開，仍然具有挑戰(zhàn)性。在此，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所Ye Tian設(shè)計了一個微/納米結(jié)構(gòu)的Cu表面，該表面包含具有豐富納米皺紋的周期性微槽/金字塔陣列，其中有機(jī)冷卻劑的超擴(kuò)散（<134.1ms）極大地促進(jìn)了液體再潤濕過程，導(dǎo)致不連續(xù)的固液-蒸汽三相接觸線和超低液下氣泡粘附力（~1.3 μN(yùn)）。
本文要點：
1）研究人員在該表面上獲得了特征性的超快射流沸騰（氣泡在多條帶中快速噴射），優(yōu)先成核（過熱~1.5 ℃），同時提高臨界熱通量和傳熱系數(shù)與平坦表面相比，分別高達(dá)80%和608%。
2）原位觀察和分析微型射流氣泡的成核、生長和離開反映了具有納米皺紋的微槽/金字塔通過超鋪展誘導(dǎo)的超快液體再潤濕促進(jìn)潛熱交換過程和恒定的蒸汽膜聚結(jié)。
3）基于設(shè)計的結(jié)構(gòu)，以超低功耗效率（PUE<1.04）實現(xiàn)了超級計算機(jī)中心CPU熱管理的高性能相變冷卻。
Zhe Xu, et al, Liquid Super-Spreading Boosted High-Performance Jet-Flow Boiling for Enhancement of Phase-Change Cooling, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202210557
https://doi.org/10.1002/adma.202210557
7. EES: 通過電化學(xué)Li+交換揭示天然鋰固體電解質(zhì)相間的有益鈍化與抑制鈍化
盡管鋰（Li）金屬陽極是滿足鋰離子電池能量目標(biāo)的主要材料，但它尚未達(dá)到長循環(huán)壽命（>99.9%）的庫侖效率（CE）要求。而這些限制主要源于天然固體電解質(zhì)界面（SEI），而SEI在調(diào)節(jié)電解質(zhì)和電極之間的Li+交換方面起著關(guān)鍵作用，但這種影響的量化生不明確。近日，麻省理工學(xué)院Betar M. Gallant通過電化學(xué)Li+交換揭示天然鋰固體電解質(zhì)相間的有益鈍化與抑制鈍化。
本文要點：
1) 作者使用電化學(xué)阻抗譜和伏安法，報道了天然SEI在一系列電解質(zhì)上的自洽Li+交換值，而CE范圍為78.0%至>99%。作者發(fā)現(xiàn)CE及其在高速率下的保留與SEI-Li+交換速率呈正相關(guān)性。
2) 此外，在高CE電解質(zhì)中的循環(huán)過程中，SEI-Li+交換速率增加，并且在某些情況下增加了一個數(shù)量級，即超過10mA/cm2，而對于低CE電解質(zhì)，它們則低于<1 mA/cm2，從而揭示了SEI演變的化學(xué)依賴性圖，并且其通常具有復(fù)雜的動力學(xué)過程?？傊?，Li+交換控制著與Li沉積和循環(huán)效率相關(guān)的幾個關(guān)鍵過程。因此，其量化有助于指導(dǎo)未來的高CE電解質(zhì)設(shè)計。
Gustavo M. Hobold, et al. Beneficial vs. Inhibiting Passivation by the Native Lithium Solid Electrolyte Interphase Revealed by Electrochemical Li+ Exchange. EES 2023
DOI: 10.1039/D2EE04203G
https://doi.org/10.1039/D2EE04203G
8. EES: 用于建筑集成的半透明鈣鈦礦光伏
透明光伏在采集光的過程中具有不同的平均可見光透射率（AVT），從而使玻璃外墻和窗戶可用作光伏發(fā)電。然而，這需要提高功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）和美觀性，進(jìn)而提高其商業(yè)可行性和公眾接受度。近日，卡爾斯魯厄理工學(xué)院D. B. Ritzer、U. W. Paetzold報道了用于建筑集成的半透明鈣鈦礦光伏。
本文要點：
1) 作者介紹了以適合建筑集成的可批量制造的高效微圖案化半透明鈣鈦礦光伏。其中優(yōu)化的激光刻劃透明區(qū)域（25μm）減輕了其對電氣性能的不利影響，從而實現(xiàn)了具有44% AVT的鈣鈦礦太陽能電池，并且具有中性顯色（CRI 97）和僅3%的霧度工業(yè)玻璃質(zhì)量。此外，其子模塊在32%的AVT（4 cm2孔徑面積）下具有9.0%的PCE。
2) 作者通過將其轉(zhuǎn)移到兩端鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池中發(fā)現(xiàn)，其在12%AVT時具有17.7%的PCE，而在31%AVT時具有11.1%的PCEs，從而證明其是有效的半透明鈣鈦礦串聯(lián)光伏。最后，作者提出了透射梯度的概念，其中子模塊的AVT絕對變化為7%cm-1，PCE絕對變化為12.0%，從而為建筑個性化提供了基礎(chǔ)。
D. B. Ritzer, et al. Translucent Perovskite Photovoltaics for Building-Integration. EES 2023
DOI: 10.1039/D2EE04137E
https://doi.org/10.1039/D2EE04137E
9. AEM：用于寬溫固態(tài)鋰金屬電池的層狀離子液體復(fù)合電解質(zhì)
可以在很寬的溫度范圍內(nèi)工作的電解質(zhì)對于可持續(xù)的先進(jìn)能源系統(tǒng)至關(guān)重要。在這里，鄭州大學(xué)Jingtao Wang，天津大學(xué)姜忠義教授通過將離子液體(ILs)限制在二維蛭石骨架的有序?qū)娱g納米通道中，探索了一種層狀離子液體復(fù)合電解質(zhì)(L-ILCE)。
本文要點：
1）結(jié)果表明，在納米通道內(nèi)，微調(diào)的微觀結(jié)構(gòu)可以誘導(dǎo)離子液體的重排和結(jié)晶，從而為L-ILCE提供液體電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)的綜合優(yōu)勢。L-ILCE表現(xiàn)出高離子電導(dǎo)率（0.09-1.35×10-3 S cm-1在-40至100 °C），而聚合物和無機(jī)電解質(zhì)通常在0 °C以下失去離子傳導(dǎo)能力。此外，L-ILCE具有高轉(zhuǎn)移數(shù)（0.89，與單離子導(dǎo)體相當(dāng)）和寬電化學(xué)窗口（0-5.3 V）。
2）由L-ILCE組裝的LiFePO4||Li和高壓LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2||Li電池在-20至60 °C下表現(xiàn)出高度穩(wěn)定的電化學(xué)性能。此外，軟包電池(0.1 Ah)在50個循環(huán)后表現(xiàn)出93.8和45.0 mAh的高容量，在60和-20 °C下的容量保持率分別為97%和98%，以及出色的靈活性和安全性。
這項研究為合理設(shè)計用于具有更寬工作溫度的鋰基電池的先進(jìn)離子導(dǎo)體提供了希望。
Yafang Zhang, et al, Lamellar Ionic Liquid Composite Electrolyte for Wide-Temperature Solid-State Lithium-Metal Battery, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300156
https://doi.org/10.1002/aenm.202300156
10. AEM：在導(dǎo)電金屬有機(jī)框架中創(chuàng)建雙活性位點以實現(xiàn)高效水分解
由于缺乏雙活性位點，雙功能金屬有機(jī)骨架 (MOF) 的實現(xiàn)仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。在此，哈工大Yujin Chen，Chunling Zhu，Yingying Zhao，溫州大學(xué)侴術(shù)雷教授通過 Ru、Ir 或 Rh 摻雜創(chuàng)建了具有雙位點的Co-catecholate (Co-CAT) 用于整體水分解。
本文要點：
1）其中，RuCo-CAT 表現(xiàn)出優(yōu)異的雙功能活性，在析氫反應(yīng) (HER) 中的性能優(yōu)于基準(zhǔn) Pt/C 和在析氧反應(yīng) (OER) 中的 RuO2。
2）理論計算表明，對于氫中間體具有最佳吸收能的摻雜 Ru 原子和對于決速步驟具有降低能壘的 Co 中心分別是 HER 和 OER 的活性位點。
3）此外，Ru原子的摻入可以大大提高Co-CAT的導(dǎo)電性和吸水能力，協(xié)同提高雙功能活性。
這種設(shè)計雙活性位點的策略為設(shè)計用于整體水分解的雙功能 MOF 提供了新的見解。
Yuqian He, et al, Creating Dual Active Sites in Conductive Metal-Organic Frameworks for Efficient Water Splitting, Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202204177
https://doi.org/10.1002/aenm.202204177
11. ACS Nano：低成本氫氣電池的固-液-氣管理
具有出色耐久性（>10,000次循環(huán)）的水系鎳氫氣體(Ni-H2)電池是電網(wǎng)規(guī)模儲能的重要候選者，但受到性能有限的高成本Pt電極的阻礙。在此，中科大Wei Chen報道了一種低成本的鎳鉬(NiMo)合金作為堿性電解質(zhì)中Ni-H2電池的高效雙功能析氫和氧化反應(yīng)(HER/HOR)催化劑。
本文要點：
1）NiMo合金在50 mV時表現(xiàn)出28.8 mA mg-1的高HOR質(zhì)量比動力學(xué)電流以及在10 mA cm-2的電流密度下45 mV的低HER過電勢，優(yōu)于大多數(shù)非貴金屬催化劑。
2）此外，采用固-液-氣管理策略，在電極中使用多壁碳納米管（NiMo-疏水MWCNT）構(gòu)成NiMo的導(dǎo)電疏水網(wǎng)絡(luò)，以加速HER/HOR活性，從而大大提高Ni-H2電池性能。因此，基于NiMo疏水MWCNT電極的Ni-H2電池顯示出118 Wh kg-1的高能量密度和僅為67.5 $ kWh-1的低成本。
Ni-H2電池具有成本低、能量密度高、耐久性好、能效高等優(yōu)點，顯示出實用電網(wǎng)規(guī)模儲能的巨大潛力。
Taoli Jiang, et al, Solid?Liquid?Gas Management for Low-Cost Hydrogen Gas Batteries, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c00798
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00798
12. ACS Nano：均勻分散的Fe納米團(tuán)簇可有效提高SiO負(fù)極的初始庫侖效率
一氧化硅(SiO)因其高比容量（通常>1000 mAh g?1）、與純硅電極相比改善的循環(huán)性能而被提議作為高能量密度鋰離子電池最有前途的負(fù)極材料之一,和適度的氧化還原電位(～0.4 V)。近日，北京科技大學(xué)Hailei Zhao提出了一種有效的表面改性策略，以顯著提高SiO負(fù)極材料的初始庫侖效率(ICE)。
本文要點：
1）通過化學(xué)氣相沉積工藝成功制備了在SiO表面均勻裝飾Fe納米團(tuán)簇的SiO@Fe材料。
2）分散良好的Fe納米團(tuán)簇實現(xiàn)了與硅酸鋰的歐姆接觸，硅酸鋰是通常被認(rèn)為是不可逆的鋰化產(chǎn)物，這有效地降低了電子傳導(dǎo)勢壘，并促進(jìn)了硅酸鋰在脫鋰過程中伴隨的鋰離子釋放，提高了鋰的ICE二氧化硅陽極。
3）與原始SiO的64.4%相比，制備的SiO@Fe表現(xiàn)出更高的ICE，為87.2%，最大增量(23%)從未報道過，除了預(yù)鋰化，并提供顯著增強(qiáng)的循環(huán)和倍率性能。這些發(fā)現(xiàn)提供了一種將“惰性”相轉(zhuǎn)化為“活性”相的有效方法，這從根本上增加了電極的ICE。
Zhao Yang, et al, Well-Dispersed Fe Nanoclusters for Effectively Increasing the Initial Coulombic Efficiency of the SiO Anode, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c00709
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00709
