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納米人|前沿科技頂刊日報 20180831

納米人納米人 2018-08-31

1. Nat. Commun.：B₄C納米片電催化合成氨法拉第效率15.95%

W. Qiu等人以B₄C納米片作為催化劑，在不使用其他金屬物種的情況下可以實現(xiàn)電催化N₂還原合成氨，在-0.75 V (vs RHE)電位下NH₃產(chǎn)率高達 26.57?μg?h^–1?mg^–1_cat。法拉第效率達15.95%，該材料還表現(xiàn)出超高的催化穩(wěn)定性。

Qiu W, Cui G, Tang B, et al. High-performance artificial nitrogen fixation at ambient conditions using a metal-free electrocatalyst[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-05758-5

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05758-5#article-info

2. 鮑哲南JACS：聚合物涂層對電沉積鋰金屬的影響

鮑哲南聯(lián)合崔屹課題組研究具有系統(tǒng)變化的化學(xué)和機械性能的幾種聚合物作為鋰金屬陽極上的涂層的效果。鋰顆粒的形態(tài)受到聚合物涂層化學(xué)性質(zhì)的影響。其一，低表面能聚合物可以促進具有較小表面積的較大鋰沉積物。其二，高介電常數(shù)聚合物在固定電流密度下電位降低而產(chǎn)生更大的鋰沉積物。

Lopez J, et al. Effects of Polymer Coatings on Electrodeposited Lithium Metal[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b06047

https://doi.org/10.1021/jacs.8b06047

3. Edward H. Sargent最新JACS：MOF衍生Cu簇催化CO₂RR制乙烯45%FE

D-Y. Nam等人將HKUST-1在不同溫度下進行熱處理，可以使得其中對苯二甲酸配體分離，原本對稱性的Cu₂簇變成非對稱性結(jié)構(gòu)。所得材料在電催化CO₂RR反應(yīng)中，通過EPR和原位XAS發(fā)現(xiàn)低配為的Cu簇合物的形成，優(yōu)化條件下，其CO₂RR制乙烯的法拉第效率達45%，是MOF衍生Cu基CO₂RR材料中最佳性能。

Nam D, Sargent E H, et al. Metal-Organic Frameworks Mediate Cu Coordination for Selective CO₂ Electroreduction[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b06407

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b06407

4. 謝毅/吳長征JACS：Vibronic Superexchange效應(yīng)增強OER

Y. Tong等人發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦La₂NiMnO₆ 納米顆粒中Ni³⁺-O-Mn³⁺ 之間的振動超交換作用Vibronic Superexchange不僅調(diào)節(jié)優(yōu)化了Ni和Mn的e_g電子填充態(tài)，還使MnO₆和NiO₆八面體之間產(chǎn)生了Jahn-Teller效應(yīng)，其M-O鍵被拉長，增加了表面Ni/Mn(氫)氧化物活性位點，使得La₂NiMnO₆ 納米顆粒表現(xiàn)出遠優(yōu)于體相La₂NiMnO₆的OER催化性能。

Tong Y, Wu J, Chen P, et al. Vibronic Superexchange in Double Perovskite Electrocatalyst for Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b06108

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b06108

5. 中科院化學(xué)所JACS：熱穩(wěn)定的正交晶系γ-CsPbI₃

Zhao, B.等人提出在熱力學(xué)穩(wěn)定性和理想電子結(jié)構(gòu)的正交晶系γ-CsPbI₃薄膜。通過簡單的溶液工藝穩(wěn)定γ-CsPbI₃薄膜。通過少量H₂O的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)調(diào)控晶粒尺寸?；讦?CsPbI₃的太陽能電池的效率為11.3％，熱穩(wěn)定性得到大幅度提高。

Zhao B, et al. Thermodynamically Stable Orthorhombic γ-CsPbI₃Thin Films for High-Performance Photovoltaics[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b06050

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b06050

6. Angew.：生物催化合成手性N-功能化氨基酸

N-功能化的氨基酸是制備包括多肽在內(nèi)的多種生物活性分子的重要組成部分。在制藥和精細化工行業(yè)中，對手性N-烷基化氨基酸的可持續(xù)制造路線的研究仍然是一個重大的難題。Hyslop等人報告了一種結(jié)構(gòu)多樣的生物催化劑，它通過酮和胺的還原偶聯(lián)催化了N-烷基氨基酸的不對稱合成。實現(xiàn)了一克規(guī)模的光純的N-烷基功能化的產(chǎn)品生產(chǎn)反應(yīng)。

Hyslop J F, Lovelock S L, et al. Biocatalytic Synthesis of Chiral N-Functionalized Amino Acids[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201806893

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201806893

7. ACS Nano：螺旋狀有機半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生長壽命光電荷

光電荷生成和長壽命電荷載體的形成與光合成、光催化等領(lǐng)域有關(guān)。其中，更好地理解合成聚合物半導(dǎo)體中的過程是至關(guān)重要的，但由于其形態(tài)的不均勻性使得困難同樣不小。Hafner等人報告了在一維有機半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)中形成異常長壽的光電荷。這些納米結(jié)構(gòu)由手性寡肽代替的硫代噻啉基發(fā)色團組成，其核表現(xiàn)出螺旋狀結(jié)構(gòu)。發(fā)色團產(chǎn)生了H-聚集體，顯示出很強的分子間激子耦合。研究在螺旋狀納米線中觀察到的電荷載體顯示出異常長的壽命，在幾個小時的時間內(nèi)，它們的濃度最高可達3 mol%。與此相反，在不聚合的、不形成一維納米結(jié)構(gòu)的非螺旋狀系統(tǒng)中，沒有觀察到這樣的光電荷生成。因此這一研究結(jié)果表明，螺旋性與長壽命光電荷的生成有明顯的相關(guān)性。

Hafner R J, Tian L F, et al. Unusually Long-Lived Photocharges in Helical Organic Semiconductor Nanostructures[J]. ACS Nano, 2018.

DOI: 10.1021/acsnano.8b03165

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b03165

8. ACS Nano：超快光控合成Ag納米顆粒用于等離子體彩色印刷

Yangxi Zhang等報道了一種精密光還原技術(shù)用于超快合成Ag納米顆粒，并應(yīng)用于等離子體彩色印刷。數(shù)值模擬表明，Ag納米顆粒-TiO₂-石英結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生法諾共振效應(yīng)，而且可以通過控制Ag顆粒的尺寸來調(diào)節(jié)法諾共振在可見光區(qū)域的spectral dip。

Zhang Y, Zhang Q, Zhang A P, et al. Ultrafast Light-Controlled Growth of Silver Nanoparticles for Direct Plasmonic Color Printing[J]. ACS Nano，2018.

DOI: 10.1021/acsnano.8b02868

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b02868

9. 熊宇杰Nano Energy：光催化材料中的缺陷工程

光催化材料中的缺陷工程已被認可是一種十分有效的方法，被用于操控在太陽能-化學(xué)能量轉(zhuǎn)換中的性能。中科大熊宇杰教授課題組在該領(lǐng)域取得了很多有趣的進展，在該文中，綜述了當(dāng)前有關(guān)光催化材料中的缺陷工程領(lǐng)域的相關(guān)進展。

Bai S, Zhang N, Xiong Y, et al. Defect engineering in photocatalytic materials[J]. Nano Energy, 2018.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.08.058

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.08.058

10. Nano Energy：多功能Pt-Sn電催化劑用于甲酸氧化

Qizhi Dong等成功在TiC表面原位生成Pt-Sn納米顆粒，并將該材料用于甲酸氧化反應(yīng)中。后續(xù)催化研究表明，PdSn/SnO_x/TiC三結(jié)結(jié)構(gòu)是高催化活性的關(guān)鍵，同時該三結(jié)結(jié)構(gòu)極大地提高了催化劑的穩(wěn)定性，有效防止了反應(yīng)過程中催化劑的遷移、分離和燒結(jié)。

Dong Q, Wu M, Liu J, et al. Multifunctional Pd-Sn Electrocatalysts Enabled by In Situ Formed SnO_x and TiC Triple Junctions[J]. Nano Energy, 2018.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.08.047

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.08.060

11. Nano Energy：Ru誘導(dǎo)CoP表面重構(gòu)成Ru-RuP_x-Co_xP多面體

武漢理工大學(xué)木士春教授課題組報道了一種Ru誘導(dǎo)CoP表面重構(gòu)成Ru-RuP_x-Co_xP多面體的現(xiàn)象，并將該材料用于OER中，研究表明其具有良好的催化活性及穩(wěn)定性。重構(gòu)之后的中空結(jié)構(gòu)擁有較大的比表面積，并創(chuàng)造出豐富的活性位點，極大地促進了電化學(xué)反應(yīng)進程。

Wang L, Zhou Q, Mu S, et al. Surface Reconstruction Engineering of Cobalt Phosphides by Ru Inducement to form Hollow Ru-RuP_x-Co_xP Pre-electrocatalysts with Accelerated Oxygen Evolution Reaction[J]. Nano Energy, 2018.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.08.061

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.08.061

12. Small：半透明一維鈣鈦礦太陽能電池

Ka, I.等人在鈣鈦礦前驅(qū)體中引入了不同濃度的溴化物解決電池的回滯問題，并轉(zhuǎn)變薄膜為一維微結(jié)構(gòu)的部分透明網(wǎng)絡(luò)。這種策略制備的半透明電池效率高達7.2％且無回滯現(xiàn)象。這項工作證明優(yōu)化鈣鈦礦可以改薄膜內(nèi)的電荷俘獲。