纳米前沿顶刊日报 20181107

纳米人

2018-11-07

1. Chem. Rev.超级综述：大牛Mitzi畅谈有机无机杂化钙钛矿薄膜

David B.Mitzi等人综合评论了钙钛矿材料的化学成分可用于特定的薄膜生长过程，并强调了处理策略和薄膜特点之间的联系。讨论主要集中在甲基铵碘化铅上（CH₃NH₃PbI₃），作为一种有用且经过充分研究的模型系统，调查钙钛矿的独特属性，其他多元混合材料薄膜也被考虑在内。最后，讨论了薄膜特性在实现高性能光电器件和精确测量等方面所需的物理性质。

Dunlap-ShohlW A, Zhou Y, Padture N P, et al. Synthetic Approaches for Halide Perovskite Thin Films[J]. Chemical Reviews, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00318

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00318

2. Sargent最新Joule评述：促进可再生化学电合成的单程转换

CO₂和CO电解系统的高效工程设计是实现可再生能源转换和存储的关键。高选择性，电流密度和能量效率已经是诸多研究工作的重点。反应物的单程转化率是另一个至关重要的系统参数。直到现在，该参数受到太少关注。最近在Joule期刊上，Ripatti等人结合高电流密度，展示一个达到高水准的电解槽单通道转换。

Dinh C, Li Y C & Sargent E H. Boosting theSingle-Pass Conversion for Renewable Chemical Electrosynthesis[J]. Joule, 2018.

DOI: 10.1016/j.joule.2018.10.021

https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30512-9

3. Angew.：用于高效中性水分解的Janus镍钴磷化物催化剂

过渡金属磷化物作为HER的催化剂引起了极大的兴趣，但是很少被作为有效的中性-pH水分解的双功能催化电极。俞书宏课题组采用碳纤维纸（CFP）作为催化剂基体，通过简便的电沉积和退火工艺，得到了三元Ni_0.1Co_0.9P纳米片，具有高度多孔结构。由于新的三元Ni_0.1Co_0.9P结构，具有多孔表面和由镍和钴之间协同作用产生的有利电子态，其可以在环境条件下有效且稳健地催化1 M磷酸盐缓冲液（PBS, pH7）电解质中的HER和OER。

Wu R, XiaoB, Gao Q, et al. A Janus Nickel Cobalt Phosphide Catalyst for High‐Efficiency Neutral-pH Water Splitting[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201808929

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201808929

4. AM：“诱捕”脂多糖促进对结直肠癌的免疫治疗并减少肝转移

结直肠癌(CRC)的发生发展与肠道微生物密切相关。Song等人研究了脂多糖(LPS)对免疫治疗CRC的影响。实验发现LPS在CRC组织较为丰富并且它是干扰抗PD-L1疗法的原因之一。而使用多粘菌素B (PmB)清除肠道中的革兰氏阴性菌或使用TAK-242阻断toll样受体4后既能缓解免疫抑制微环境，又能提高CRC肿瘤内的T细胞水平。因此实验将靶向LPS的融合蛋白的编码序列负载到脂质鱼精蛋白DNA(LPD)纳米颗粒上来选择性表达蛋白质用于诱捕脂多糖，从而缓解了免疫抑制微环境并增强了抗PD-L1治疗CRC肿瘤的效率。这种LPS诱捕系统被发现甚至可以减弱CRC的肝转移。这也为治疗CRC以及其他与黏膜微生物相关的癌症提供了新的方法。

Song W T,Tiruthani K, et al. Trapping of Lipopolysaccharide to Promote Immunotherapyagainst Colorectal Cancer and Attenuate Liver Metastasis[J]. Advanced Materials,2018.

DOI:10.1002/adma.201805007

https://doi.org/10.1002/adma.201805007

5. EES：正极支撑的固体电解质薄膜框架改善全固态电池界面接触

为了采用经济高效的方法解决固态电解质与电极的界面接触问题，研究人员提出了一种新型的正极支撑的固态电解质支撑框架以实现优异的全固态电池性能。他们将固态电解质直接涂覆在正极层上增强固态电解质对正极的浸润性和界面附着力。由此组装的Li/LiFePO₄全固态电池表现出优异的电化学性能，在0.1 C的电流密度下其室温首周放电比容量高达125 mAh/g。这种新型的固态电解质支撑框架为大规模生产基于金属锂负极的全固态电池提供了新的策略。

Chen X, He W, et al. Enhancing interfacial contact in all solid state batteries with a cathode-supported solid electrolytemembrane framework[J]. Energy & Environmental Science, 2018.

DOI: 10.1039/C8EE02617C

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/EE/C8EE02617C#!divAbstract

6. ACS Nano：单轴填充CNT的1D部分石墨化N掺杂多孔碳用于锂电负极

研究人员通过共聚物单喷嘴静电纺丝，碳化和KOH活化制备了具有单轴填充碳纳米管（CNT）的N掺杂分级多孔碳。密集和单轴排列的CNT改善了导电性并充当结构支架，部分石墨化的N掺杂碳壳具有加快离子传输的孔结构和丰富的氧化还原位点，增大了离子和电子在氧化还原位点相遇的有效三重结。此外，通过增加有益的N-5和N-6同时减少有害的N-Q来改变氮键结构。单轴填充的CNT和低温碳（LTC）之间的这些协同作用使得该材料用于锂电负极展示出优异的电化学性能。

Cho H I,Jeong Y C, Kim J H, et al. Rational Design of 1D Partially Graphitized N-Doped Hierarchical Porous Carbon with Uniaxially Packed Carbon Nanotubes for High-Performance Lithium-Ion Batteries[J]. ACS Nano, 2018.

DOI:10.1021/acsnano.8b05529

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05529

7. ACS Nano：磁控溅射制备核壳Sb@Co(OH)₂纳米片用于钠电负极

锑（Sb）由于在钠离子脱嵌过程中出现的显著体积变化影响其实际应用。山东大学张忠华课题组报道了一种核壳Sb@Co(OH)₂纳米片负极，通过磁控溅射将Sb涂覆到固定在不锈钢网上的Co(OH)₂基板上，整个过程具有可扩展性和高效性，可用于流水线生产。通过原位XRD得出，Sb@Co(OH)₂负极的脱嵌反应机理和合金化反应（Sb↔Na_xSb↔Na₃Sb）类似。在SIB中，与溅射的Sb薄膜电极相比，核-壳Sb@Co(OH)₂纳米片负极显示出优异的倍率性能和循环稳定性。其性能改善可归因于Co(OH)₂基板的开放框架，不仅加速了离子和电子转移，而且还用作缓冲体积变化的缓冲剂和禁止团聚的支撑支架。

Zhang Y,Gao H, Niu J, et al. Scalable Fabrication of Core-Shell Sb@Co(OH)₂ Nanosheet Anodes for Advanced Sodium-Ion Batteries via Magnetron Sputtering[J].ACS Nano, 2018.

DOI: 10.1021/acsnano.8b07227

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b07227

8. AEM：LiNiO₂正极材料中体相LiNiO₂动力学稳定性与表面析氧降解

相变和析氧反应造成的容量衰减是阻碍高容量LiNiO₂正极材料实际应用的重要原因。这其中的深层次动力学原因和热力学原因尚未被系统研究过，有关的基础机理也尚不明确。在本文中，研究人员通过密度泛函理论计算与具体呢实验相结合对这两个问题进行了研究。研究发现，在LiNiO₂脱锂过程中降低的氧还原能力会诱导产生强大的热力学驱动力使体相发生氧析出反应。但是，从动力学角度来看，体相的氧析出反应由于氧原子迁移能垒过高而被抑制。与之相反的是，表面区域由于提供了更大的氧迁移空间而更容易发生氧析出反应。这些理论计算的结果与实验证据都相吻合，也证实了体相LiNiO₂在动力学上的稳定性。

Kong F,Liang C, et al. Kinetic Stability of Bulk LiNiO₂ and Surface Degradation by Oxygen Evolution in LiNiO₂‐Based Cathode Materials[J]. Advanced Energy Materials, 2018.

DOI: 10.1002/aenm.201802586

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201802586?af=R

9. Adv. Sci.：氟代六苯并蔻电容性有机负极材料用于锂/钠电池

导电聚合物型的电化学电容器材料由于具备较高电子电导率和可逆的氧化还原反应而吸引了广泛的关注。然而，由于其在非质子性溶剂中的稳定性较差，因此研究人员一直在寻找合适的替代性材料。最近，研究人员将氟原子引入到改性的六苯并蔻中首次实现了基于小分子的有机电容型储能电池。这种电池在高倍率下的比容量高达160 mAh/g且能够稳定循环超过400周。P21/c晶相的氟代六苯并蔻（F-Chbc）的高电容行为主要由每个外围芳环末端的氟原子造成。研究人员通过蒙特卡洛模拟和密度泛函理论计算发现，具有最强电负性的氟原子加速了材料表面的离子扩散。

Park J, etal. Capacitive Organic Anode Based on Fluorinated‐Contorted Hexabenzocoronene: Applicable to Lithium‐Ion and Sodium‐Ion Storage Cells[J]. Advanced Science, 2018.

DOI: 10.1002/advs.201801365

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/advs.201801365?af=R

10. 帝国理工AFM：微观结构缺陷决定钙钛矿光伏器件界面复合

Du等人通过将沉积的CH₃NH₃PbI₃层与电子传输层（苯基-C61-丁酸甲酯，PCBM）共退火来实现缺陷消除，器件效率从13.6％增加到17.4％。TEM图表明，晶内结晶度表现出高度连贯的晶体取向，单个晶粒同时被修饰。结果表明，改善晶粒内结晶度有利于增强收集电荷和减少PEDOT：PSS /钙钛矿界面复合。该研究表明，由于整个薄膜厚度缺乏结构连贯性，CH₃NH₃PbI₃中的微观结构缺陷，是界面复合的重要原因。

Du T, etal. Probing and Controlling Intragrain Crystallinity for Improved Low Temperature-Processed Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Functional Materials, 2018.

DOI: 10.1002/adfm.201803943

https://doi.org/10.1002/adfm.201803943