1. Nature Commun：Cu單原子結構調控實現CO2電催化制備CH4
通過間歇可再生能源進行電化學還原CO2制備甲烷為可再生電能的存儲和利用CO2提供機會和可能，Cu單原子催化劑是具有C-C偶聯功能的催化劑，因此可能通過CO*的質子化生成CHO*用于制備甲烷。有鑒于此，中國科學技術大學曾杰、電子科技大學夏川、中科院大連化物所肖建平等通過理論計算發現將硼原子引入Cu-N4的第一配位層，能夠促進催化劑的CO*和CHO*中間體成鍵，因此改善催化反應生成CH4。
本文要點：
1）通過共摻雜策略制備摻B的Cu-Bx結構催化劑（Cu-NxBy），其中主要位點為Cu-N2B2，與Cu-N4位點相比，摻B的Cu-Nx結構具有優異的CH4選擇性，在過電勢為-1.46 V，甲烷的峰值法拉第效率達到73 %，部分電流密度達到-462 mA cm-2。
2）通過二維相圖進行理論計算分析，以及反應能壘計算，從而更好的理解Cu-N2B2配位結構的反應機理。
Yizhou Dai, et al, Manipulating local coordination of copper single atom catalyst enables efficient CO2-to-CH4 conversion. Nat Commun 14, 3382 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-39048-6
https://www.nature.com/articles/s41467-023-39048-6
2. Nature Commun.：用于可持續CO2轉化反應的多孔金屬有機籠狀液體
多孔液體是具有永久孔隙率的流體，它可以克服傳統多孔固體材料在氣-液-固三相反應中較差的氣溶性限制。然而，多孔液體的制備仍然需要復雜而乏味地使用多孔主體和體積龐大的液體。鑒于此，中科院福建物構所結構化學國家重點實驗室曹榮和黃遠標研究員等開發了一種簡單的方法，通過長聚乙二醇（PEG）-咪唑鏈功能連接體、杯芳烴分子和鋅離子的自組裝來制備多孔金屬有機籠（MOC）液體（Im-PL-cage）。
本文要點：
1）純液體中的Im-PL-Cage具有永久的孔隙率和流動性，使其具有高的CO2吸附能力。
2）儲存在Im-PL-Cage中的CO2可以在大氣中有效地轉化為增值的甲酰化產物，這遠遠超過了多孔MOC固體和無孔PEG-咪唑鎓對應物。
3）這項工作為制備用于吸附氣體分子催化轉化的純多孔液體提供了一種新方法。
He, C., Zou, YH., Si, DH. et al. A porous metal-organic cage liquid for sustainable CO2 conversion reactions. Nat Commun 14, 3317 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-39089-x
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39089-x
3. Chem：聚乙烯雙功能串聯催化上循環制備烷基芳烴
廢聚烯烴催化轉化為增值烷基芳烴有助于碳的回收利用。近日，加利福尼亞大學Susannah L. Scott、Mahdi M. Abu-Omar報道了聚乙烯雙功能串聯催化上循環制備烷基芳烴。
本文要點：
1) 與Pt/γ-Al2O3在280°C下催化聚乙烯（PE）的串聯氫解/芳構化相比，使用酸性更強的Pt/F-Al2O3催化劑，可以使C–C鍵斷裂速率提高5倍，烷基芳烴的摩爾產率提高一倍。雙官能（金屬/酸）催化劑也產生了具有較低平均碳數（約C20）的烷基芳族產物，這類似于傳統的陰離子表面活性劑。
2) 由于弱酸性Pt/γ-Al2O3或非酸性Pt/SiO2與強Br?nsted酸性Cl-Al2O3或F-Al2O3的物理混合物也是有效的，使得串聯反應不需要金屬和酸活性位點之間的納米級緊密性。作者使用三十烷（norm-C30H62）作為PE模型的動力學研究表明，Pt催化的脫氫/氫化反應是準平衡的，而酸催化的C–C鍵斷裂和骨架轉化（異構化和環化）決定了解聚和芳香族形成的總速率。
Jiakai Sun, et al. Bifunctional tandem catalytic upcycling of polyethylene to surfactant-range alkylaromatics. Chem 2023
DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.017
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.05.017
4. Chem：液-液相分離的肽自組裝
肽自組裝作為一種創新策略，不僅可以建立一個理想的研究模型來理解生命現象，還可以構建先進的功能材料來實現先進的前沿納米技術。越來越多的證據表明，肽可以通過液-液相分離（LLPS）進行自組裝，這與經典的通過單體添加單體的自組裝模型形成了鮮明對比。LLPS介導自組裝的一般原理對肽基超分子材料的設計和探索至關重要，但其在很大程度上仍然未知。因此， 中國科學院Yan Xuehai、李峻柏綜述研究了液-液相分離的肽自組裝。
本文要點：
1) 作者綜述了LLPS介導肽自組裝的最新研究，并探討了這一非經典途徑的熱力學和動力學機制。基于目前的理解，作者提出了LLPS介導的多步自組裝的基本原理。
2) 此外，作者發現該原理不同于基于單體加成單體的經典單步自組裝。最后，作者評估了其基本障礙，并提供了未來的方向，重點是LLPS介導生物分子自組裝在生命系統中的機制理解和多樣性應用。
Chengqian Yuan, et al. Peptide self-assembly through liquid-liquid phase separation. Chem 2023
DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.009
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.05.009
5. Chem：通過控制締合交換速率定制動態水凝膠
二硫代亞烷基是一類新開發的共軛受體，其可以通過締合機制進行硫醇交換，從而對生物醫學和傳感應用的關鍵材料特性進行解耦。近日，西北大學Julia A. Kalow發現交換速率對受體的結構高度敏感，并且在水環境中可在四個數量級上調節。
本文要點：
1) 環狀受體交換速率，從0.95到15.6 M?1s?1，而非環狀受體交換速率在3.77×10?3到2.17×10–2 M?1s–1之間。作者通過計算、光譜和結構數據表明，由于四面體交換中間體的共振穩定性，環狀受體比非環狀受體更具反應活性。
2) 作者根據親電位點的計算描述符來對分子反應活性進行量化，并利用這一見解來設計具有中間特征的化合物。最后，作者將這種動態鍵結合到水凝膠中，并證明其特征應力弛豫時間（τ）與分子kex成正比。
Vivian Zhang, et al. Tailoring dynamic hydrogels by controlling associative exchange rates. Chem 2023
DOI: 10.1016/j.chempr.2023.05.018
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.05.018
6. Angew：SnS壓電催化CO2制備乙酸
以高選擇性和高產率的方式將CO2轉化為高附加值C2化學品的過程是儲存可再生能源的關鍵。有鑒于此，蘇州大學路建美、李娜君等首次報道SnS作為催化劑，通過振動能量驅動壓電催化（vibration-driven piezocatalysis），以100 %的選擇性和最高2.21 mM h-1的產率將CO2轉化為乙酸。
本文要點：
1）反應機理研究發現機械振動能產生極化電荷，促進CO2的吸附和活化，產生的內建電場促進電子轉移，降低SnS的能帶結構和功函。
2）尤其是，這種壓電催化反應中，催化位點和電荷富集位點的距離降低，促進C-C偶聯，降低決速步驟的能壘。本文展示了一種CO2制備高附加值C2產物的新型策略，這種方法具有高效、價格合理、環境友好等優點。
Wenrou Tian, et al, Vibration-driven Reduction of CO2 to Acetate with 100% Selectivity by SnS Nanobelt Piezocatalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2023
DOI: 10.1002/anie.202306964
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202306964
7. Angew綜述：用于改善X射線探測和成像的鈣鈦礦閃爍體
蘇州大學王殳凹教授和王亞星教授對用于改善X射線探測和成像的鈣鈦礦閃爍體的相關研究進行了綜述。
本文要點：
1）鹵化物鈣鈦礦(HPs)具有高量子效率、短衰變時間、優異的X射線吸收能力、低成本和易于晶體生長等優點，其在近年來已發展成為一類極具競爭力的X射線探測和成像閃爍體。與傳統的無機閃爍體相比，具有可調結構和多變的化學成分的HPs能夠為實現閃爍體性能的優化提供新的契機。自首次觀察到HP閃爍現象以來，研究者一直致力于拓展HP閃爍體的類型和實現對材料性能的調節。了解HP閃爍體的結構和閃爍特性之間的關系對于開發具有增強的X射線探測和成像能力的材料而言至關重要。
2）作者在文中綜述了提高HP閃爍體的產光效率和增強HP閃爍體的X射線成像性能的策略；此外，作者也重點介紹了通過控制HP閃爍體中的光傳播方向以提高其X射線成像分辨率的方法；最后，作者討論了HP閃爍體目前所面臨的挑戰，并對這種新興閃爍體的未來發展趨勢進行了展望。
Yumin Wang. et al. Perovskite Scintillators for Improved X-ray Detection and Imaging. Angewandte Chemie International Edition. 2023
DOI: 10.1002/anie.202304638
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202304638
8. AEM：具有動態鍵合石墨烯層的微型硅共價涂層實現穩定循環鋰存儲
尋求最先進的碳涂層來保護高容量硅負極，因為該負極具有低電導率、大的體積變化和快速降解的缺點。然而，當處理碳殼和尺寸變化劇烈的硅微粒（SiMP）之間的物理-電氣斷開時，這種方法是不夠的。鑒于此，天津大學楊全紅、吳士超等開發了共價涂層的策略，以建立堅固的封裝結構。
本文要點：
1）得到的共價Si-C鍵能夠在電化學變形的SiMP和滑動石墨烯層之間實現有效的動態連接，防止SiMP和碳殼之間的間隙演變，并保持持久的電連接和機械韌性。
2）由于具有高的結構可逆性，厚SiMP負極的循環穩定性大大提高，高達5.6 mAh cm?2的高面容量和2564 mAh cm–3的體積容量。這種界面結合效應證明了通過涂層策略抑制高容量材料因變形而退化的巨大潛力。
Li, Z., et al, Covalent Coating of Micro-Sized Silicon With Dynamically Bonded Graphene Layers Toward Stably Cycled Lithium Storage. Adv. Energy Mater. 2300874.
DOI: 10.1002/aenm.202300874
https://doi.org/10.1002/aenm.202300874
9. AEM：通過人工有機/無機混合層促進無枝晶鋰電池的鋰負極空氣穩定性
鋰金屬是一種很有前途的高能量密度電池的候選材料。然而，鋰對空氣的高度不穩定性和循環過程中的樹枝狀生長是阻礙金屬鋰電池（LMB）商業應用的關鍵挑戰。鑒于此，山東大學王書華、劉宏、陳皓等通過將鋰浸入0.1 M的三氟甲磺酸鋅溶液1 min，在鋰表面引入了有機/無機混合的人工固體電解質中間相（SEI）。通過理論計算分析了賦予鋰在空氣中4小時的穩定性的關鍵成分。
本文要點：
1）LiF和Zn被?-CF3有機基團可以降低O2、H2O和CO2在Li上的吸收能，從而限制Li與環境空氣的反應。
2）具有有機/無機雜化SEI的Li負極在暴露于環境空氣4小時后，在對稱電池中以0.5 mA cm?2循環600小時，在Li||LiFePO4全電池中循環500小時。此外，有機/無機SEI可以促進Li+轉化并抑制Li枝晶的生長。所設計的空氣穩定、無枝晶的鋰金屬陽極在LMBs的實際應用中具有廣闊的前景。
Li, H., et al, Promoting Air Stability of Li Anode via an Artificial Organic/Inorganic Hybrid Layer for Dendrite-Free Lithium Batteries. Adv. Energy Mater. 2301023.
DOI: 10.1002/aenm.202301023
https://doi.org/10.1002/aenm.202301023
10. AEM綜述：基于多孔有機聚合物的單原子催化劑用于可持續能源相關的電催化
單原子催化劑（SACs）已經成為可持續能源儲存和轉換的電催化中具有吸引力的催化材料。為了實現SACs的實際應用，可靠的載體是非常必要的，以穩定原子分散的金屬，使其具有強大的金屬-載體相互作用，可調整的局部電子環境，以及有利的電子/質量傳輸。
由于多孔有機聚合物（POPs）在組成、結構和形態上具有很強的可設計性和可調控性，因此它作為適當的支撐平臺，在分子水平上設計SACs并以可控的方式制造SACs，已經顯示出巨大的前景。鑒于此，西北工業大學陳凱杰、Fuping Pan等全面介紹了最近在闡明一般設計原則、有效合成方法和基本催化機制方面的進展，以促進電催化轉化中高性能POPs基SAC的發展。
本文要點：
1）首先概述了使用基于POPs的載體來穩定SACs的理由以及電催化的設計原則，然后討論了利用POPs和POPs衍生的納米碳來承載單原子金屬的制造方法。
2）討論了最先進的基于POPs的SACs及其在異質電催化（ORR、OER、HER、CO2RR和NRR）中的應用，其中重點是揭示結構-性能的相關性和催化機制。最后，提出了合理設計高性能SAC的相關挑戰和策略。
Li, H., et al, Porous Organic Polymers-Based Single-Atom Catalysts for Sustainable Energy-Related Electrocatalysis. Adv. Energy Mater. 2301378.
DOI: 10.1002/aenm.202301378
https://doi.org/10.1002/aenm.202301378
11. ACS Nano：多枝狀氮化釩電催化劑可實現鋰硫電池的寬溫運行
能夠在惡劣條件下正常工作的高性能鋰硫（Li–S）電池引起了人們的極大關注；然而，低溫下多硫化物轉化的緩慢反應動力學以及高溫下多硫化物穿梭問題仍有待解決。為了應對這一挑戰，南京大學金鐘、廣東工業大學張偉和安徽工業大學馬連波設計并部署了一種用于鋰硫電池的多枝狀氮化釩（MB-VN）電催化劑。
本文要點：
1）實驗（飛行時間二次離子質譜和吸附測試）和理論結果都證實了MB-VN對多硫化物具有較強的化學吸附能力和較高的電催化活性。
2）原位拉曼表征顯示MB-VN電催化劑可有效抑制多硫化物穿梭。使用MB-VN改性隔膜，Li–S電池在室溫下具有優異的倍率性能（3.0 C下為707 mAh g–1）和良好的循環穩定性（1.0 C下400次循環后為678 mAh g–1）。
3）即使在較寬的溫度范圍（?20至+60°C）內，鋰硫電池仍能在高電流率下保持穩定的循環性能。這項工作表明，金屬氮化物基電催化劑可以實現耐低溫/耐高溫的鋰硫電池。
Lianbo Ma, et al. Wide-Temperature Operation of Lithium–Sulfur Batteries Enabled by Multi-Branched Vanadium Nitride Electrocatalyst. ACS Nano. 2023
DOI：10.1021/acsnano.3c01469
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01469
12. Anal. Chem：具有長壽命磷光的碳點可作為光敏劑以用于總抗氧化能力測定
自由基及其誘導的生物體氧化損傷與許多疾病有關。具有抗氧化能力的天然物質能有效清除自由基，具有延緩衰老和預防疾病的作用。然而，現有的抗氧化活性評價方法大多需要使用復雜的儀器和操作。有鑒于此，安徽大學張忠平教授、安徽工業大學張奎教授和張鋮副教授設計了一種通過光敏介導的氧化系統測定實際樣品的總抗氧化能力(TAC)的獨特方法。
本文要點：
1）實驗制備了N和P摻雜的長壽命磷光碳點(NPCDs)，它們在紫外光照射下能夠產生從單線態到三重態的有效系間竄越。機理研究表明，NPCDs中的激發三重態能量可分別通過I型和II型光反應生成超氧自由基和單線態氧。
2）在此基礎上，實驗利用3,3 ',5,5 ' -四甲基聯苯胺(TMB)作為光敏氧化體系中的顯色橋，實現了對鮮果樣品的TAC的定量測定。綜上所述，該研究不僅開發了一種簡便的方法來分析實際樣品的抗氧化能力，而且也進一步拓展了磷光碳點的應用范圍。
Yu Zheng. et al. Long-Lived Phosphorescent Carbon Dots as Photosensitizers for Total Antioxidant Capacity Assay. Analytical Chemistry. 2023
DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00657
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c00657
