1.JACS：Cu在分子篩缺陷位點(diǎn)團(tuán)聚與重生人們發(fā)現(xiàn)Cu催化位點(diǎn)在許多反應(yīng)中表現(xiàn)優(yōu)異的催化活性和選擇性，但是Cu催化劑在高溫還原環(huán)境下發(fā)生燒結(jié)導(dǎo)致催化劑不可逆的結(jié)構(gòu)變化和催化劑失活仍然是個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，并且導(dǎo)致Cu催化劑難以大規(guī)模應(yīng)用。有鑒于此，西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室Mal-Soon Lee、浙江大學(xué)李正龍等報(bào)道發(fā)現(xiàn)修飾在分子篩內(nèi)的Cu催化劑在催化反應(yīng)后形成CuO團(tuán)簇的失活催化劑能夠在空氣氣氛下550 ℃加熱處理重新恢復(fù)為單原子Cu狀態(tài)。1）在不同的環(huán)境下，Cu-Zn-Y/deAlBeta催化劑的單原子Cu催化位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)能夠發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，并且氧化態(tài)的Cu能夠調(diào)控并且促進(jìn)生成關(guān)鍵的活性位點(diǎn)，同時(shí)避免Cu燒結(jié)導(dǎo)致的失活。2）催化劑通過預(yù)處理（270 ℃, 101 kPa H2）后，單原子Cu2+還原為Cu1+，隨后在反應(yīng)環(huán)境（270-350 ℃, 7 kPa EtOH, 94 kPa H2）或者加速老化（400-450 ℃, 101 kPa H2）下Cu1+還原為Cu0。在550 ℃的空氣進(jìn)行重生后，團(tuán)聚的CuO能夠重新恢復(fù)為Cu單原子，作者通過成像和原位光譜以及催化反應(yīng)速率測(cè)試驗(yàn)證。通過從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬說明H2O有助于CuO溶劑化以及穿過分子篩的孔結(jié)構(gòu)，質(zhì)子化的硅醇巢捕獲團(tuán)聚的CuO，或者重新生成單原子位點(diǎn)。硅醇巢能夠在氧化環(huán)境下捕獲和穩(wěn)定Cu單原子的現(xiàn)象能夠拓展至更多反應(yīng)體系，而且發(fā)展了一種簡單的Cu單原子催化位點(diǎn)重生方法。 Stephen C. Purdy, Gregory Collinge, Junyan Zhang, Shivangi N. Borate, Kinga A. Unocic, Qiyuan Wu, Evan C. Wegener, A. Jeremy Kropf, Nohor River Samad, Simuck F. Yuk, Difan Zhang, Susan Habas, Theodore R. Krause, James W. Harris, Mal-Soon Lee*, Vassiliki-Alexandra Glezakou, Roger Rousseau, Andrew D. Sutton, and Zhenglong Li*, Dynamic Copper Site Redispersion through Atom Trapping in Zeolite Defects, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.3c13302 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c133022.JACS：水輻射催化甲烷與二氧化碳在室溫下選擇性水相羧化合成醋酸甲烷(CH4)與二氧化碳(CO2)的羧化合成醋酸(CH3COOH)是利用這兩種溫室氣體的理想化學(xué)反應(yīng)，原子效率為100%，但在溫和的條件下仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)黃偉新等人首次提出了由γ射線驅(qū)動(dòng)的H2O輻射催化的概念，作為一種有效和選擇性的途徑，可以在RT時(shí)從水相中的甲烷和二氧化碳溫室氣體中產(chǎn)生有價(jià)值的甲酸。1）CH4+·OH和CO2+eaq?反應(yīng)之間存在獨(dú)特的相互促進(jìn)作用，可以有效地利用H2O輻解產(chǎn)生的·OH自由基和eaq?，同時(shí)將CH4和CO2分別活化為·CH3和·CO2?自由基，這兩個(gè)自由基隨后主要與H+物種偶聯(lián)，選擇性地生成CH3COOH。2）盡管γ射線表現(xiàn)出強(qiáng)烈而危險(xiǎn)的輻射效應(yīng)，但它被安全地大規(guī)模利用，并代表著容易獲得和可持續(xù)的能源。這種由γ射線驅(qū)動(dòng)的新型H2O輻射催化可能擴(kuò)展到其他類型的反應(yīng)，并具有擴(kuò)大規(guī)模的潛力。 Fei Fang, et al, Water Radiocatalysis for Selective Aqueous-Phase Methane Carboxylation with Carbon Dioxide into Acetic Acid at Room Temperature, J. Am. Chem. Soc., 2024https://doi.org/10.1021/jacs.3c146323.JACS：多孔且可熔的金屬有機(jī)多面體用于多孔混合基復(fù)合材料的生成和成型長期以來，熔化一直是各行業(yè)廣泛采用的將原材料轉(zhuǎn)化為成型物體的方法。近日，巴塞羅那自治大學(xué)Daniel Maspoch，Arnau Carné-Sánchez等人報(bào)道了BCN-93的合成，BCN-93是一種可熔化的、功能化的、永久多孔的金屬有機(jī)多面體（MOP），并通過熔化和隨后的冷卻將其轉(zhuǎn)化為無定形或結(jié)晶的、成形的、自立的、透明的多孔薄膜。1）該合成需要對(duì)具有可熔聚合物鏈的 MOP 進(jìn)行外部官能化：在模型案例中，研究人員用聚乙二醇對(duì)基于 Rh(II) 的立方八面體 MOP 進(jìn)行了官能化。2）最后，研究人員證明，一旦熔化，BCN-93 就可以作為多孔基質(zhì)，其他材料或分子可以分散到其中形成混合基質(zhì)復(fù)合材料。為了說明這一點(diǎn)，研究人員將 BCN-93 與各種添加劑之一（兩種 MOF 晶體、多孔籠或線性聚合物）結(jié)合起來，生成一系列混合基質(zhì)薄膜，每一種薄膜都表現(xiàn)出比母膜更大的二氧化碳吸收。Cornelia von Baeckmann, et al, Porous and Meltable Metal?Organic Polyhedra for the Generation and Shaping of Porous Mixed-Matrix Composites, J. Am. Chem. Soc.,2024https://doi.org/10.1021/jacs.4c004074.Angew：通過微液流研究單原子催化交叉偶聯(lián) 異相單原子催化劑能夠作為替代金屬復(fù)合物催化有機(jī)反應(yīng)，但是人們對(duì)于異相單原子催化劑在催化反應(yīng)中的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化并不清楚，因此阻礙人們發(fā)展和設(shè)計(jì)異相單原子催化劑。有鑒于此，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Javier Pérez-Ramírez、Sharon Mitchell、Andrew J. deMello等報(bào)道通過原位XAS表征技術(shù)，通過液滴微流技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，考察單原子Pd催化Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)反應(yīng)。1）研究結(jié)果說明單原子Pd催化（PdSA@ECN）遵循表面催化機(jī)制，這使得Pd催化位點(diǎn)與均相催化體系體現(xiàn)不同的電子結(jié)構(gòu)，而且發(fā)現(xiàn)PdSA@ECN能夠起到獨(dú)特的穩(wěn)定配體和堿的作用。2）這項(xiàng)研究有助于發(fā)展獨(dú)特的體系用于理解單原子催化有機(jī)合成的機(jī)理。 Thomas Moragues, Georgios Giannakakis, Andrea Ruiz-Ferrando, Camelia N Borca, Thomas Huthwelker, Aram Bugaev, Andrew J deMello, Javier Pérez-Ramírez, Sharon Mitchell, Droplet-Based Microfluidics Reveals Insights into Cross?Coupling Mechanisms over Single?Atom Heterogeneous Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202401056https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024010565.Angew綜述：Cu和M-N-C電催化還原CO2制備高附加值產(chǎn)物 電催化還原CO2增值化反應(yīng)是將含有CO2的氣體轉(zhuǎn)化為高附加值含碳燃料和化學(xué)品的技術(shù)，這種技術(shù)有助于碳的捕獲和利用從而降低溫室氣體排放。Cu催化劑的表面以及嵌在石墨烯基底內(nèi)的N配位單原子催化劑具有廣泛的反應(yīng)活性，并且表現(xiàn)優(yōu)異的電催化還原CO2性能。有鑒于此，柏林工業(yè)大學(xué)Peter Strasser等總結(jié)討論Cu催化劑表面以及氮配位單原子位點(diǎn)催化劑的CO2電催化，重點(diǎn)介紹這種催化劑獨(dú)特的活化CO2作用，生成C1/C2(+)產(chǎn)物，以及競(jìng)爭性HER反應(yīng)路徑。1）作者總結(jié)說明理解結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系對(duì)于設(shè)計(jì)和優(yōu)化催化劑性能/選擇性的重要作用。通過先進(jìn)的原位/離線顯微鏡/光譜表征技術(shù)說明反應(yīng)機(jī)理的詳細(xì)研究、催化劑的結(jié)構(gòu)-選擇性，并且對(duì)目前關(guān)于催化劑的催化態(tài)、原子結(jié)構(gòu)重排、團(tuán)聚等問題進(jìn)行總結(jié)，并且總結(jié)了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。2）作者通過這項(xiàng)綜述對(duì)未來面臨的挑戰(zhàn)和解決問題的方法進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)了目前人們對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)-活性-選擇性之間關(guān)系的理解以及長時(shí)間/大電流密度條件時(shí)控制CO2電催化活性的因素。 Xingli Wang, Wen Ju, Liang Liang, Riyaz Mohd, Alexander Bagger, Michael Filippi, Jan Rossmeisl, Peter Strasser, Electrochemical CO2 Activation and Valorization on Metallic Copper and Carbon-Embedded N-Coordinated Single Metal MNC Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202401821https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202401821 6.Nano Lett：設(shè)計(jì)人工納米細(xì)胞器以實(shí)現(xiàn)靶向細(xì)胞活性氧解毒人工細(xì)胞器(AnOs)可作為細(xì)胞內(nèi)生物化學(xué)途徑的補(bǔ)充系統(tǒng)。雖然基于多聚體的人工細(xì)胞器含有能夠減少活性氧(ROS)的酶，但如何控制它們的酶活性和細(xì)胞靶向以促進(jìn)其實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)ROS解毒的應(yīng)用還未得到探索。有鑒于此，巴塞爾大學(xué)Cornelia G. Palivan和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Viola Vogel構(gòu)建了一種先進(jìn)的AnOs，其膜化學(xué)成分可以支持成孔蜂毒肽的插入，使AnO腔與環(huán)境之間發(fā)生分子交換，而封裝的乳過氧化物酶(LPO)則能夠保持其催化功能。1）研究發(fā)現(xiàn)，AnOs外的H2O2能夠穿透蜂毒肽孔，并且會(huì)迅速地被AnOs包裹的酶降解。2）由于表面附著的細(xì)胞穿透肽能夠促進(jìn)AnOs被細(xì)胞攝取，因此研究者通過電子自旋共振實(shí)驗(yàn)證明了這些具有細(xì)胞靶向性的AnOs能夠比非靶向性AnOs更加顯著地增強(qiáng)對(duì)細(xì)胞內(nèi)ROS的解毒。綜上所述，該研究為有效降低細(xì)胞中的氧化應(yīng)激開辟了一條新的途徑。 Viviana Maffeis. et al. Advancing the Design of Artificial Nano-organelles for Targeted Cellular Detoxification of Reactive Oxygen Species. Nano Letters. 2024DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03888https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c038887.Chem. Soc. Rev.：堿金屬離子電池鐵基電極材料的研究進(jìn)展與展望鐵基材料作為堿金屬離子電池（AMIB）的電極材料，具有高理論容量、低成本、機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等物理化學(xué)性質(zhì)，受到了人們的廣泛關(guān)注。然而，一些鐵基材料的實(shí)際應(yīng)用受到其導(dǎo)電性差、體積變化大和電化學(xué)反應(yīng)過程中不可逆相變的阻礙。近日，安徽工業(yè)大學(xué)李俊哲，安徽大學(xué)張朝峰，阿德萊德大學(xué)郭再萍、張仕林等人對(duì)堿金屬離子電池鐵基電極材料的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述研究。1) 作者評(píng)估了結(jié)構(gòu)和成分調(diào)控及其對(duì)AMIB的工作機(jī)制和電化學(xué)性能的影響。作者概述了它們的應(yīng)用，并確定了它們?cè)陂_發(fā)中的實(shí)際挑戰(zhàn)。作者提供了對(duì)未來方向和可能結(jié)果的展望。2) 為了提高電化學(xué)性能，需要更好地設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和組成，以增加離子/電子電導(dǎo)率和活性材料與電解質(zhì)之間的接觸面積，并避免大的體積變化和低電導(dǎo)率。Junzhe Li et.al Progress and perspectives on iron-based electrode materials for alkali metal-ion batteries: a critical review Chem. Soc. Rev. 2024https://doi.org/10.1039/D3CS00819C8.Chem. Soc. Rev.：可降解生物醫(yī)用彈性體可降解生物醫(yī)用彈性體（DBE）具有可控的生物降解性、優(yōu)異的生物相容性、可定制的彈性以及良好的可加工性，已成為組織修復(fù)中不可或缺的材料。近日，西北工業(yè)大學(xué)黃河源、西安交通大學(xué)趙鑫、郭保林等人綜述了可生物降解彈性體用于組織修復(fù)的最新進(jìn)展，主要集中在降解機(jī)制和評(píng)價(jià)、合成和交聯(lián)方法、微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工技術(shù)和組織修復(fù)應(yīng)用。1) 作者探討了組織修復(fù)中使用彈性體的材料組成和交聯(lián)方法，解決了與化學(xué)相關(guān)的挑戰(zhàn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略。此外，作者還重點(diǎn)介紹了彈性體二維和三維結(jié)構(gòu)的加工方法，并系統(tǒng)討論了溶劑澆鑄、靜電紡絲和DBE三維/四維打印等加工方法的研究進(jìn)展。2) 此外，作者描述了使用DBE進(jìn)行組織修復(fù)的最新進(jìn)展，包括在再生不同組織（包括神經(jīng)、肌腱、肌肉、心臟和骨骼）方面取得的進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)了它們的功效和多功能性。最后，作者討論了組織修復(fù)中材料選擇、生物降解、生物活性和制造方面的挑戰(zhàn)，并提出了未來的研究方向。 Ben Jia et.al Degradable biomedical elastomers: paving the future of tissue repair and regenerative medicine Chem. Soc. Rev. 2024https://doi.org/10.1039/D3CS00923H
