1.中科大JACS：近常壓XPS研究Zn金屬電極界面電極-電解質界面在決定電化學電極的穩定性和性能方面起著至關重要的作用。雖然X射線光電子能譜已成為研究界面化學的一種強大分析技術，但是對超高真空的要求仍然是直接檢測動態界面演變的一個嚴重阻礙，特別是分析水環境的情況。 有鑒于此，中國科學技術大學宋禮教授、陳雙明教授等報道采用軟能量常壓X射線光電子能譜（AP-XPS）克服超高真空表征和近大氣氣壓的差距，從而能夠深入研究Zn金屬陽極分子密集水界面的變化。1）結果表明，添加劑分子的持續存在有效地抑制了活潑的鋅與水之間的直接接觸，同時也促進了鋅的均勻沉積。原位顯微鏡和同步輻射X射線衍射進一步證實了鋅的均勻且致密的沉積，這歸因于由（002）晶面演變所引發的橫向生長。2）為了證明有效性，測試發現含有添加劑的Zn||Zn電池、Zn||Cu電池以及全電池均顯示顯著改善的穩定性和可逆性。 這一發現為在分子層面探索界面化學開辟了新途徑，為設計用于實際應用的高穩定性水系離子電池金屬陽極提供思路。Shiqiang Wei, Hongwei Shou, Zheng-Hang Qi, Shuangming Chen*, Yong Han, Shucheng Shi, Yixiu Wang, Pengjun Zhang, Jialin Shi, Zijun Zhang, Yuyang Cao, Changda Wang, Jiewu Cui, Xiaojun Wu, Zhi Liu, and Li Song*, In situ Detection of the Molecule-Crowded Aqueous Electrode–Electrolyte Interface, J. Am. Chem. Soc. 2025DOI: 10.1021/jacs.4c14053https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c140532.浙江大學JACS：疏水微孔分子篩限域Rh加快氫甲?；磻獎恿W傳統的氣-液-固三相反應常常受到氣體在液相中的溶解度和擴散的限制。有鑒于此，浙江大學肖豐收教授、王亮教授等報道了一種具有充滿氣體的微孔疏溶劑催化劑，能夠富集大量的氣體分子，從而加快Rh催化氫甲?；磻膭恿W。 1）該反應在均三甲苯溶劑中，利用硅基MFI型分子篩固定Rh納米顆粒。由于分子篩的擇形性，分子篩的微孔能夠防止均三甲苯將固態催化劑潤濕，使得氣態反應物能夠快速傳輸和有效富集。2）這種催化劑催化乙烯氫甲?；磻獣r，丙醛的生成速率明顯高于一般負載型催化劑的生成速率。Yuexin Wu, Zhiqiang Liu, Hai Wang, Hui Shi, Wentao Yuan, Yong Wang, Yifeng Liu, Yating Lv, Xuedi Qin, Anmin Zheng, Liang Wang*, and Feng-Shou Xiao*, Hydroformylation over Zeolite Catalysts with Solvophobic Micropores, J. Am. Chem. Soc. 2025DOI: 10.1021/jacs.4c18771https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c18771 3.JACS：CO2還原催化劑修飾量子點的Fano共振分子催化劑功能化的半導體量子點（QDs）是開發新型雜化光催化劑的一個很有前景的模塊化平臺。被吸附的催化劑的振動與量子點電子的帶內吸收之間的相互作用，會影響量子點和催化劑兩者的光物理性質，并且有可能影響它們的光催化性能。有鑒于此，埃默里大學連天泉教授、Raphael F. Ribeiro等報道在CO2還原催化劑Re(CO)3(4,4′-bipyridine-COOH)Cl功能化的硒化鎘（CdSe）量子點，觀察發現由催化劑的CO伸縮振動模式與量子點導帶電子的中紅外帶內吸收耦合所產生的瞬態法諾共振信號(Fano resonance signal)，在超快時間尺度上出現，并隨著電子數目的變化而衰減，并且信號與是否存在光還原催化劑無關。1） 法諾不對稱因子隨著吸附的催化劑數量的增加和量子點尺寸的減小而增大。后者可歸因于量子限域效應更強的量子點導帶與催化劑最低未占據分子軌道（LUMO）能級之間的電荷轉移相互作用增強。2）這些結果使對處于激發態的量子點- 催化劑雜化光催化劑中的相互作用有了更深入的理解。 Sara T. Gebre, Luis Martinez-Gomez, Christopher R. Miller, Clifford P. Kubiak, Raphael F. Ribeiro*, and Tianquan Lian*, Fano Resonance in CO2 Reduction Catalyst Functionalized Quantum Dots, J. Am. Chem. Soc. 2025DOI: 10.1021/jacs.4c14499https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c144994.于吉紅院士Angew：乙烯預處理增強Cu@SAPO-RHO乙烯-乙烷分離性能使用低能耗技術實現高效的C2H4/C2H6分離對于化學工業至關重要，但由于缺乏工業上適用的吸附劑，這仍然是一個具有挑戰性的問題。基于Cu(I)的吸附劑顯示出巨大的潛力；然而，傳統的合成方法通常涉及復雜的步驟或還原過程。有鑒于此，吉林大學于吉紅院士、閆文付教授等首次報道以環棱胺（cyclam）作為Cu(II)配體的一鍋法合成的Cu@SAPO?RHO沸石。在環境條件下，通過乙烯預處理，該沸石表現出顯著的C2H4/C2H6選擇性（高達22.6），乙烯的吸附量為3.08 mmol/g，分離因子為9.4，使其性能達到了性能最佳的分子篩材料范圍之內。 1）乙烯預處理能夠將部分Cu(II)還原為Cu(I)，提高了分離效率，并且在預處理過程中通過形成碳物種增強了其抗水性。使用里Rietveld refinement結構分析表明，Cu2+占據橢圓形單八元環（s8r）的角位置。XANES分析證實了銅的氧化態的降低，而X射線光電子能譜（XPS）則進一步證實了Cu(II)部分轉化為Cu(I)。周期性DFT計算進一步表明，Cu(I)與C2H4的相互作用比二價銅Cu(II)更強。2）由于合成方法簡單，并且通過乙烯預處理提高了性能，Cu@SAPO?RHO分子篩為工業規模的乙烯/乙烷分離提供了一種前景廣闊的解決方案。 Jihong Yu, Ruobing Bai, Nana Yan, Guangyuan He, Yingchun Ye, Risheng Bai, Dan Li, Peng Guo, Donghai Mei, Wenfu Yan, Ethylene Pretreatment Enhances Ethylene Adsorption and Separation over Cu@SAPO-RHO Zeolite, Angew. Chem. Int. Ed. 2025DOI: 10.1002/anie.202501053https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202501053 5.常州大學&蘇州大學Angew：D-π-A COF聚合物光催化合成H2O2人們認為人工光合成H2O2是一種理想的方法，有可能取代工業蒽醌法制備H2O2（蒽醌法存在高耗能和環境毒性的問題）。但是，制備的H2O2濃度低仍然是其工業化生產面臨的最大障礙。有鑒于此，常州大學顧培洋教授、蘇州大學路建美教授等開發高性能的多相光催化劑并建立高效的復合光催化體系，報道了一種D-π-A型共軛多孔聚合物的制備方法。1）該聚合物含有光敏劑和具有氧化還原活性的蒽醌部分，能夠實現高達3.0 mmol g-1 h-1的高效過氧化氫生成速率。此外，通過利用苯甲醇的自催化光氧化特性，作為有助于過氧化氫生成的關鍵物種·OOH得到了大量積累，這來自于光催化循環和自催化循環的協同作用。2）從機理上來看，光催化劑與苯甲醇之間的氫鍵和π-π堆積作用，降低了過渡態的能量，因此得到未曾預料的高效光合成H2O2，H2O2的生成速率高達140.4 mmol g-1 h-1，過氧化氫的濃度達到35.1 mmol L-1，表觀量子產率為49%。這項工作為推動可持續能源轉換研究提供了關鍵的幫助。 Jian-Mei Lu, Danfeng Wang, Feiyang Tan, Wuzi Zhao, Shiyuan Zhou, Qingfeng Xu, Lixuan Kan, Lei Zhu, Peiyang Gu, Develop Complex Photocatalytic System of D-π-A-type Conjugated Porous Polymers and Benzyl Alcohol Mediated Autocatalysis for Practical Artificial Photosynthesis of H2O2, Angew. Chem. Int. Ed. 2025DOI: 10.1002/anie.202425017https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024250176.西北工業大學&暨南大學Nature Commun.：BiVO4-Si人工樹葉太陽能制氫開發具有高太陽能-氫能轉換效率且具備長期穩定性、可規模化應用的光電化學水分解技術至關重要，但對于實際應用而言同樣是個挑戰。有鑒于此，西北工業大學黃維院士、王松燦教授、暨南大學朱明山教授等報道設計了一種具有梯度分布氧空位的BiVO4光陽極，氧空位可誘導產生較強的偶極電場，起到促進電荷分離的效果。1）這種光陽極生長海膽狀的FeOOH助催化劑后，在1.23 V vs RHE實現7.0 mA cm?2的光電流密度，并且在標準太陽光（AM 1.5 G）能夠穩定運行超過520 h。通過與Si光伏電池集成，人工光合樹葉達到8.4%的太陽能-氫能轉換效率。將這些人工光合葉片的尺寸擴大至441 cm2后，在自然陽光照射下可實現2.7%的太陽能-氫能轉換效率。2）生命周期評估分析的結果表明，太陽能水分解制氫對環境的影響極小。這項研究表明了設計金屬氧化物的人工光合葉片用于規?；柲苤茪涞目赡苄?。 Liu, B., Wang, X., Zhang, Y. et al. A standalone bismuth vanadate-silicon artificial leaf achieving 8.4% efficiency for hydrogen production. Nat Commun 16, 2792 (2025).DOI: 10.1038/s41467-025-58102-zhttps://www.nature.com/articles/s41467-025-58102-z7.清華大學&中山大學Nature Commun：plasma電化學快速合成COFCOFs通常是在溶劑熱條件下合成的，需要高溫和較長的反應時間（≥120°C，＞72 h）。有鑒于此，清華大學陸躍翔教授、王哲教授、中山大學熊孝根副教授等報道了一種通用且快速的微等離子體（microplasma）電化學策略，可在環境條件下合成共價有機框架。 1） 這種方法能夠在幾分鐘內制備一系列具有高結晶度的柔性亞胺鍵COF，時空產率比溶劑熱合成方法高出1,000倍。這種方法還實現了制備多種成鍵（這些連接鍵包括剛性亞胺鍵、腙鍵、β-酮烯胺鍵和嗪鍵）的COF。此外，在乙酸水溶液中成功合成了四種類型的基于亞胺的共價有機框架，這避免了使用有害的有機溶劑，表明plasma方法對于COF的合成具有綠色和普適性。與溶劑熱方法制備的COF相比，plasma合成方法獲得的COF具有更高的比表面積，并且對吸附揮發性的碘表現出更優異的性能。2）在篩選了十多種類型的共價有機框架后，發現碘的吸附容量從2.81 g g-1提升為6.52 g g-1。微plasma體方法的高效性、通用性和簡易性使其成為一種具有前景的方法，在廣泛的應用領域能夠快速的篩選COF材料。 Qing, Q., Luo, J., Liu, S. et al. General synthesis of covalent organic frameworks under ambient condition within minutes via microplasma electrochemistry approach. Nat Commun 16, 2571 (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-57892-6https://www.nature.com/articles/s41467-025-57892-68.Nature Commun.：可發生原位價態轉變的砷納米片用于實現結直腸癌多模態治療腫瘤微環境的變化會導致晚期結直腸癌（CRC）對目前已有的治療方案產生耐藥性。以基于結直腸癌特定微環境的化療為主的多模態治療策略為根除結直腸腫瘤開辟了一條新的途徑。有鑒于此，浙江中醫藥大學李范珠教授和鄭紅月教授構建了可發生原位價態轉變的砷納米片，其可通過響應富含H2S的CRC微環境而發揮多模態治療平臺的功能。 1）五價砷（AsV）、氨基乙酸（AOAA）和銅離子（Cu2+）可通過配位自組裝形成無載體聚乙二醇化納米片，其具有高負載量和良好的穩定性。研究發現，聚乙二醇化砷納米片（CAA-PEG NSs）中的AsV可迅速釋放并還原為三價砷（AsIII），進而能夠在局部腫瘤中發揮化療作用。2）此外，由AsV到AsIII的轉化所導致的H2S耗竭以及AOAA對H2S產生的抑制能夠徹底重塑免疫抑制微環境。在光聲成像的指導下，原位生成的超小Cu納米顆粒能夠產生光熱活性以對抗CRC。實驗結果表明，該研究設計的以化療為主的多模態治療策略可以顯著抑制結直腸癌的進展，并防止其復發。Hongyue Zheng. et al. In situ valence-transited arsenic nanosheets for multi-modal therapy of colorectal cancer. Nature Communications. 2025https://www.nature.com/articles/s41467-025-57376-7
