纳米人|前沿科技顶刊日报 20180821

纳米人

2018-08-21

1. Angew.：卤键自组装非对称性光学器件

M-P. Zhou等人发现通过卤键自组装形成的有机晶体DPEpeF4DIB表现出非对称性光学响应性质。由于其内部分子组装的取向单向性，其[010]正反反应的光学损耗系数分别为R_Backward=0.0346 dB/μm and R_Forward=0.0894 dB/μm。该材料有望作为分子门控应用于非对称光学器件中。

Zhuo M, Wang X, Wu Y, et al. 2D Organic Photonics: An Asymmetric Optical Waveguide in Self-Assembled Halogen-Bonded Cocrystals[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201806149

https://doi.org/10.1002/anie.201806149

2. Angew.：共轭聚合物纳米粒子用于对光响应的药物递送和成像

Senthilkumar等人报告了光响应的共轭聚合物纳米粒子（CPNs）被受体-供体的Stenhouse 加和物（DASA）功能化后用于控制药物输送、释放和成像。在可见光的照射下，CPNs会同时发生结构、颜色和极性的变化，此时打开的CPNs将封装的药物释放到细胞中。CPNs的主干可以将荧光共振能量转移到DASA单元，提高荧光跟踪性能。值得注意的是，药物负载的CPNs在黑暗中具有极佳的生物相容性，这意味着对它光触发的完美响应。这一工作展示了远程利用可见光照射来控制药物的传输和释放，也为非侵入式治疗的递送载体设计提供了一个新的启发。

Senthilkumar T, Zhou L, et al. Conjugated Polymer Nanoparticles Appending Photo-Responsive Units for Controlled Drug Delivery, Release and Imaging[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201807158

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201807158

3. Angew.：定制脂质纳米制剂用于RNA递送

RNAs能够调节细胞水平的蛋白质浓度，是一种很有前途的疗法。发展安全有效的RNA传递策略对于实现其临床潜力十分重要。Fenton等人开发了脂质纳米制剂，可以递送短干扰RNA或信使RNA。通过研究合成了8种脂质材料，并对16种制剂进行了体外试验；也用信使RNA对其中的领先材料进行评价，并在脾中演示了荧光素酶蛋白表达。通过这一研究工作，不仅开发了合成的递送材料的方法，而且也揭示了一些对于开发针对RNA疗法的下一代递送平台的结构标准。

Fenton O S, Kauffman K J, et al. Customizable Lipid Nanoparticle Materials for the Delivery of siRNAs and mRNAs[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201809056

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201809056

4. Angew：原位XAS研究Co(Fe)O_xH_y催化OER机理

借助于原位XAS和DFT理论计算，L. J. Enman等人发现，Co(Fe)O_xH_y催化OER反应过程中仅有Fe发生了部分氧化，并且伴随Fe-O的缩短。只有在不存在Fe的情况下Co才会发生部分氧化。

Enman L, Toroker M C, Boettcher S, et al. Operando X-Ray Absorption Spectroscopy Shows Fe Oxidation is Concurrent with Oxygen Evolution in Cobalt-Iron (Oxy)hydroxide Electrocatalysts[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201808818

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201808818

5. Angew.：NiSe电催化胺氧化增强HER

在常规的电催化全水解反应中受限于OER较低的反应速率，也使得HER端速率也较低。Y. Huang等人设计胺通过氧化反应替代OER端反应，以NiSe作为催化材料，大幅提升了其HER反应，同时高选择性地得到腈类化合物。研究发现，该电极催化HER过程中主要设计Ni^II/Ni^III氧化还原过程。

Huang Y, Zhang B, et al. Boosting Hydrogen Production via Anodic Oxidation of Primary Amines over a NiSe Nanorod Electrode[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201807717

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201807717

6. Angew.：氟化CTF催化CO₂RR制CH₄

Y. Wang等人以氟化前驱体制备了三嗪框架化合物CTFs，所得氟化后的CTFs电催化CO₂RR中甲烷的法拉第效率达99.3%，通过DFT理论计算等发现，框架化合物中F和N的共掺杂为CO₂RR提供了能量有利的反应位点。

Wang Y, Chen J, Wang G, et al. Perfluorinated Covalent Triazine Framework for High-selectivity Electroconversion CO₂ into CH₄[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201807173

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201807173

7. ACS Catal.：电化学法去除金属纳米颗粒保护剂

大多数在聚合物或者有机配体保护下合成的金属纳米颗粒在应用于催化反应前常需要将其保护剂去除，常规方法多是基于有机物一侧的性质进行处理（如焙烧等），L. Lu等人发展了一种普适性的基于电化学氧化还原，以M-O或M-H顶替M-Ligand去除金属纳米颗粒表面有机保护剂的策略。如在>1.3 V电压下循环超过多次后Pt纳米颗粒表面PVP，CTAB等水溶性的以及油胺等油溶性的保护剂均可以被除去。同样在HER电位（< -0.1 V）下也可以得到表面结晶的Pt纳米颗粒。此外，该方法不仅适用于Pt，对Pd和Au等其他金属纳米颗粒同样有效。

Lu L, Zou S, Fan J, et al. Robust Removal of Ligands from Noble Metal Nanoparticles by Electrochemical Strategies[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b01627

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01627

8. ACS Catal.：中空Cr₂O₃电催化合成氨

Y. Zhang等人合成了具有多层中空结构的Cr₂O₃微球，在0.1 M Na₂SO₄溶液中，-0.9 V（vs. RHE）下该材料电催化N₂还原合成氨(NRR)的法拉第效率达6.78%，氨气产率达25.3 μg/h/mg。

Zhang Y, Chen L, Li T, et al. High-Performance Electrohydrogenation of N₂ to NH₃ Catalyzed by Multishelled Hollow Cr₂O₃ Microspheres under Ambient Conditions[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b02311

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02311

9. ACS Catal.：亚单层SiO₂修饰提升Pt/Al₂O₃催化选择性加氢

Z. Weng等人在Pt/Al₂O₃催化剂上通过ALD沉积亚单层的SiO₂，6次ALD后通过红外测得的Pt的暴露度仅降低1/3，但是该方法调节了表面的酸碱性位点。虽然该方法使得催化肉桂醛的活性稍微下降，但是生成肉桂醇的选择性得到了大幅提升。作者认为Pt周围Si-O-Al界面处的强Brønsted酸性位点的构筑是其选择性提升的原因。

Weng Z and Zaera F. Sub-Monolayer Control of Mixed-Oxide Support Composition in Catalysts via Atomic Layer Deposition: Selective Hydrogenation of Cinnamaldehyde Promoted by (SiO₂-ALD)-Pt/Al₂O₃[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b02431

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02431

10. ACS Catal.：单层/多层PdO催化CO氧化比较

V. Mehar等人借助TPSR，DFT理论计算等研究了单层PdO(101)与多层PdO(101)面催化CO氧化的不同活性与反应机理。他们发现，受益于多层PdO中次表面的O原子的配体效应，相较于单层PdO，CO在多层PDO表面Pd上的顶位吸附大幅增强，这使得这部分CO的更容易被催化氧化。

Mehar V, Kim M, Weaver J F, et al. Understanding the Intrinsic Surface Reactivity of Single-Layer and Multilayer PdO(101) on Pd(100)[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b02191

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b02191

11. ACS Catal.：Pt/CeO₂@MOF催化糠醛选择性加氢

以聚苯乙烯磺酸钠作为修饰剂，Y. Long等人在微波辅助下成功Pt/CeO₂上生长了一层取向有序的MOF，该催化剂Pt/CeO₂@UiO-66-NH₂在催化糠醛加氢反应中在转化率达93%下糠醇选择性仍高于99%。作者认为CeO₂的引入提升了催化活性，而MOF孔道则有效提高了选择性。

Long Y, Zhang H, et al. Pt/CeO₂@MOF Core@Shell Nanoreactor for Selective Hydrogenation of Furfural via the Channel Screening Effect[J]. ACS Catalysis, 2018.

DOI: 10.1021/acscatal.8b01851

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b01851

12. Nano Energy：Ni-FeP/TiN/CC结构用于HER

Xiang Peng等首先合成了FeP/TiN/CC材料，然后通过等离子体处理，成功在FeP表面掺杂进Ni离子，得到多孔的Ni-FeP/TiN/CC材料。后续研究表面，Ni离子的掺入极大地改变了材料的电子结构，增强了HER活性。

Peng X, Qasim A M, Chua P K, et al. Ni-Doped Amorphous Iron Phosphide Nanoparticles on TiN Nanowire Arrays: An Advanced Alkaline Hydrogen Evolution Electrocatalyst[J]. Nano Energy, 2018.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.08.028

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.08.028