纳米人|前沿科技顶刊日报 20180831

纳米人

2018-08-31

1. Nat. Commun.：B₄C纳米片电催化合成氨法拉第效率15.95%

W. Qiu等人以B₄C纳米片作为催化剂，在不使用其他金属物种的情况下可以实现电催化N₂还原合成氨，在-0.75 V (vs RHE)电位下NH₃产率高达 26.57 μg h^–1 mg^–1_cat。法拉第效率达15.95%，该材料还表现出超高的催化稳定性。

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. 鲍哲南JACS：聚合物涂层对电沉积锂金属的影响

鲍哲南联合崔屹课题组研究具有系统变化的化学和机械性能的几种聚合物作为锂金属阳极上的涂层的效果。锂颗粒的形态受到聚合物涂层化学性质的影响。其一，低表面能聚合物可以促进具有较小表面积的较大锂沉积物。其二，高介电常数聚合物在固定电流密度下电位降低而产生更大的锂沉积物。

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等人将HKUST-1在不同温度下进行热处理，可以使得其中对苯二甲酸配体分离，原本对称性的Cu₂簇变成非对称性结构。所得材料在电催化CO₂RR反应中，通过EPR和原位XAS发现低配为的Cu簇合物的形成，优化条件下，其CO₂RR制乙烯的法拉第效率达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. 谢毅/吴长征JACS：Vibronic Superexchange效应增强OER

Y. Tong等人发现钙钛矿La₂NiMnO₆ 纳米颗粒中Ni³⁺-O-Mn³⁺ 之间的振动超交换作用Vibronic Superexchange不仅调节优化了Ni和Mn的e_g电子填充态，还使MnO₆和NiO₆八面体 之间产生了Jahn-Teller效应，其M-O键被拉长，增加了表面Ni/Mn(氢)氧化物活性位点，使得La₂NiMnO₆ 纳米颗粒表现出远优于体相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. 中科院化学所JACS：热稳定的正交晶系γ-CsPbI₃

Zhao, B.等人提出在热力学稳定性和理想电子结构的正交晶系γ-CsPbI₃薄膜。通过简单的溶液工艺稳定γ-CsPbI₃薄膜。通过少量H₂O的质子转移反应调控晶粒尺寸。基于γ-CsPbI₃的太阳能电池的效率为11.3％，热稳定性得到大幅度提高。

Zhao B, et al. Thermodynamically Stable Orthorhombic γ-CsPbI₃ Thin 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备包括多肽在内的多种生物活性分子的重要组成部分。在制药和精细化工行业中，对手性N-烷基化氨基酸的可持续制造路线的研究仍然是一个重大的难题。Hyslop等人报告了一种结构多样的生物催化剂，它通过酮和胺的还原偶联催化了N-烷基氨基酸的不对称合成。实现了一克规模的光纯的N-烷基功能化的产品生产反应。

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：螺旋状有机半导体纳米结构中产生长寿命光电荷

光电荷生成和长寿命电荷载体的形成与光合成、光催化等领域有关。其中，更好地理解合成聚合物半导体中的过程是至关重要的，但由于其形态的不均匀性使得困难同样不小。Hafner等人报告了在一维有机半导体纳米结构中形成异常长寿的光电荷。这些纳米结构由手性寡肽代替的硫代噻啉基发色团组成，其核表现出螺旋状结构。发色团产生了H-聚集体，显示出很强的分子间激子耦合。研究在螺旋状纳米线中观察到的电荷载体显示出异常长的寿命，在几个小时的时间内，它们的浓度最高可达3 mol%。与此相反，在不聚合的、不形成一维纳米结构的非螺旋状系统中，没有观察到这样的光电荷生成。因此这一研究结果表明，螺旋性与长寿命光电荷的生成有明显的相关性。

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纳米颗粒用于等离子体彩色印刷

Yangxi Zhang等报道了一种精密光还原技术用于超快合成Ag纳米颗粒，并应用于等离子体彩色印刷。数值模拟表明，Ag纳米颗粒-TiO₂-石英结构可以产生法诺共振效应，而且可以通过控制Ag颗粒的尺寸来调节法诺共振在可见光区域的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认可是一种十分有效的方法，被用于操控在太阳能-化学能量转换中的性能。中科大熊宇杰教授课题组在该领域取得了很多有趣的进展，在该文中，综述了当前有关光催化材料中的缺陷工程领域的相关进展。

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电催化剂用于甲酸氧化

Qizhi Dong等成功在TiC表面原位生成Pt-Sn纳米颗粒，并将该材料用于甲酸氧化反应中。后续催化研究表明，PdSn/SnO_x/TiC三结结构是高催化活性的关键，同时该三结结构极大地提高了催化剂的稳定性，有效防止了反应过程中催化剂的迁移、分离和烧结。

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诱导CoP表面重构成Ru-RuP_x-Co_xP多面体

武汉理工大学木士春教授课题组报道了一种Ru诱导CoP表面重构成Ru-RuP_x-Co_xP多面体的现象，并将该材料用于OER中，研究表明其具有良好的催化活性及稳定性。重构之后的中空结构拥有较大的比表面积，并创造出丰富的活性位点，极大地促进了电化学反应进程。

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：半透明一维钙钛矿太阳能电池

Ka, I.等人在钙钛矿前驱体中引入了不同浓度的溴化物解决电池的回滞问题，并转变薄膜为一维微结构的部分透明网络。这种策略制备的半透明电池效率高达7.2％且无回滞现象。这项工作证明优化钙钛矿可以改薄膜内的电荷俘获。

Ka I, et al. Hysteresis-Free 1D Network Mixed Halide-Perovskite Semitransparent Solar Cells[J]. Small, 2018.

DOI: 10.1002/smll.201802319

https://doi.org/10.1002/smll.201802319