1. Chem. Soc. Rev.综述：氧化还原相互作用策略用于多组分纳米材料制备的研究进展

以控制的方式将不同的组分合理耦合而制成的多组分纳米材料(MCNs)，其化学和物理性能较单一组分有了明显的改善。这样的复合纳米材料不仅可以有效地保留各组分独特的性质，而且可以通过产生的协同效应为控制表面态提供更多的可能性。纳米结构在尺寸、形状、组成和杂化等方面的精确控制对合成策略的创新提出了更高的要求。近年来，通过对不同的前体进行适当的还原和氧化来实现氧化还原反应的策略引起了人们的极大兴趣，并取得了很大的研究成果。

在合成过程中没有发生质量交换，这与经典的电置换反应(GRR)完全不同，电子传输和纳米颗粒生成同时发生，从而形成强耦合的多组分纳米材料。近日，中国科学院长春应用化学研究所张洪杰院士和宋术岩研究员等人合作在RIESs的基础上，对目前的研究成果进行系统的综述。首先，他们对RIESs的操作工艺、应用领域和形成机制进行详细的总结。然后，他们们重点讨论了在催化反应中所得到的材料的性能改善，并对其结构与性能之间的关系进行了全面的讨论。最后，他们对这一前景广阔的研究领域进行了简要的总结和展望。

Xiao Wang; Shuyan Song;Hongjie Zhang. A redox interaction-engaged strategy for multicomponentnanomaterials. Chemical Society Reviews, 2020.

DOI: 10.1039/c9cs00379g

http://doi.org/10.1039/c9cs00379g

2. Chem：拉曼光谱直接探测等离激元诱导的界面热电子转移

等离激元材料，如金、银和铜纳米结构，在适当的入射光激发下可以产生高能热电子。这样的热电子会被转移到其他材料上，从而大大促进光催化过程的发生。然而，热电子转移机制及其如何影响光催化的过程仍未完全了解，进而极大地阻碍了高效等离激元光催化剂的合理设计。在此，厦门大学李剑锋教授等人利用原位拉曼光谱研究了热电子在金-金属、金-半导体和金-绝缘体界面的转移，以及它在等离激元介导的光催化和光电催化中的作用。此外，热电子在金属和半导体中所能达到的空间距离是从(亚)纳米级别上揭示的。这一基础研究为高效等离激元光催化剂的开发提供了指导。

HuaZhang，JieWei，Xia-Guang Zhang，Yue-Jiao Zhang，Petar M. Radjenovica，De-Yin Wu，Feng Pan，Zhong-Qun Tian，Jian-Feng Li. Plasmon-Induced InterfacialHot-Electron Transfer Directly Probed by Raman Spectroscopy. Chem.

DOI:10.1016/j.chempr.2019.12.015

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.12.015

3. Chem：不对称C-H功能化策略合成轴向手性苯乙烯

旋转对映异构是在天然产物、药物、手性催化剂或配体中广泛存在的现象。与已有的研究较多的双芳基异戊二烯异构体相比，在烯烃和芳环之间形成手性轴的轴向手性苯乙烯的不对称合成仍然是一个重大的挑战。浙江大学Bing-Feng Shi和Xin Hong等人报道了以左旋-焦谷氨酸为手性配体，通过不对称C-H官能化合成开链烯烃的苯乙烯-异戊二烯异构体。

这一策略使研究者们能够在温和的条件下，以逐步经济的方式快速获得大量的富含对映体的轴向手性苯乙烯。所得到的轴向手性苯乙烯是进一步研究的重要前体，包括转化为轴向手性苯乙烯型酸，这在Co(III)-催化的对映选择性C-H酰胺化反应中被证明是有效的手性配体。

Liang Jin，Qi-Jun Yao，Pei-Pei Xie，Ya Li，Bei-BeiZhan，Ye-Qiang Han，Xin Hong，Bing-Feng Shi. Atroposelective Synthesis ofAxially Chiral Styrenes via an Asymmetric C–H Functionalization Strategy. Chem.

DOI:10.1016/j.chempr.2019.12.011

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.12.011

4. Angew：聚合物离子液体中的光可控离子电导率

离子液体，如咪唑盐，由于其高离子导电性和最小挥发性，作为电解质，已经引起了学科内的广泛兴趣。随着离子液体基元在聚合物骨架上的引入，形成了聚合物离子液体(PILs)，进一步提高了稳定性、机械耐久性以及与其他电子元件的集成，从而增强了其实用性。光响应材料由于其远程、非侵入性操作、时空控制以及低环境影响等优点，正在为未来的各种技术提供可能。

为了激发这种材料的潜在应用，加州大学圣巴巴拉分校Javier Read de Alaniz等人设计了，基于二芳基乙烯的响应PIL材料来经历光介导的电导率变化。这种调制的关键是在光敏过程中调整咪唑桥接单元的阳离子性质。用紫外光照射这些材料会使固态的电导率下降约70%，随后用可见光照射可以恢复其电导率。值得注意的是，这种对光敏感的离子电导率使PIL膜能够利用光进行时空和可逆的图形化。这种离子电导率的调制使光控电路和可穿戴光电探测器得以发展。

HuiNie, Nicole S. Schauser, Neil D. Dolinski, Jerry Hu, Craig J. Hawker, Rachel A.Segalman, and Javier Read de Alaniz. Light-controllable Ionic Conductivityin a Polymeric Ionic Liquid. Angew. Chem. Int. Ed.

DOI:10.1002/anie.201912921

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201912921

5. Angew：提升银的超高功函数

有效地控制金属的功函数(WF)并使其增加到超高值，对其在应用界面电荷传输过程的功能器件中的应用至关重要。希伯来大学Lioz Etgar和David Avnir等人报告了银的超高增长的金属功函数(WF)，从4.26 eV提升到7.42eV，即上升了~3.1 eV。这显然是有记录以来金属WF最高的结果，而且最近的计算研究也支持了这一结果，这些计算研究预测金属WF的潜在提升能力将超过4 eV。

研究者们通过一种新的方法实现了WF超高的增长：研究者们并没有使用通常的二维吸附金属表面极性分子层的方法，而是在金属内部加入了L-半胱氨酸和Zn(OH)₂用于修饰WF，从而形成了一个三维结构。通过大量的分析方法(XRD、SEM、EDS图谱、TGA/MS、同步X射线吸收、非弹性中子散射、拉曼光谱)进行了详细的材料表征，其组合分析指向了一种WF增强机制，该机制的基础是通过半胱氨酸和水解锌(II)分别直接影响金属的电荷转移能力，并通过已知的Zn-半胱氨酸手指氧化还原陷阱效应，通过两组分组合的协同作用。一些额外的属性包括从纯银值到上微调WF的能力；掺杂银的导电性几乎不受影响；储存超过3个月后，WF依然保持稳定；它的耐热性可达150℃。根据银的标准值，可以在很大范围内进行调整WF的能力，在设计电荷传输装置需要调整WF的地方，它肯定会得到广泛应用。

DavidAvnir, Jin He, Jeff Armstrong, Peixi Cong, Barak Menagen, Lior Igaher, Andrew MBeale, and Lioz Etgar. Affecting an Ultra-High Work Function ofSilver. Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201912293.

DOI:10.1002/anie.201912293

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201912293

6. Angew: 具有低温适应性的柔性可充锌空电池

柔性锌空电池是一类富有前景的柔性电子器件，但是其基于催化剂的工作原理和独特的半开放结构使其在低温下的应用大受影响。最近，澳大利亚悉尼大学的Yuan Chen 教授团队首次报道了具有优异低温适应性的柔性锌空电池。

这种耐低温电池的基础是一种能够抵消低温下电化学性能衰减的高效催化剂以及具有抗低温端基官能团的水凝胶。该电池在-20℃的超低温下能够实现高达691mAh/g的放电容量和高达798Wh/kg的能量密度，这分别达到了其室温性能的92.7%和87.2%。在优异的低温电化学性能基础上，柔性锌空电池同时还能够保持良好的柔性及形变恢复性能，这无疑体现了该电池在低温条件下的实用潜力。

Zengxia Pei, Yuan Chen et al, FlexibleRechargeable Zinc‐Air Batterywith Excellent Low‐Temperature Adaptability, AngewandteChemie International Edtion, 2020

DOI：10.1002/ange.201915836

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201915836?af=R

7. Angew：煤烟的分子组成

煤烟(有时被称为炭黑)是碳氢燃料燃烧时产生的。华盛顿大学J. Houston Miller等人假设：多环芳烃(PAH)分子是煤烟的主要组成部分，各个PAH分子形成有序的堆叠，聚集成初级颗粒(PP)。在这里，研究者们证明了低通量激光解吸电离结合高分辨率质谱成像可以准确地测定和空间解析煤烟中的多环芳烃成分。

分析表明，在乙烯扩散火焰中观察到的多环芳烃(PAHs)由239-838 Da组成，其中含氧物质较少。根据化学图论(CGT)，在采样的颗粒物中观察到的绝大多数物质完全都是苯系物，只由熔融的6个环组成。有明确的证据表明，存在自由基多环芳烃的颗粒样品。此外，所观察到的经验公式将所观察到的同分异构体限制于对于给定的芳香环数，具有高芳香共轭长度的近似圆形的同分异构体。这些结果与最近的报告形成了对比，这些报告表明初级粒子的脂肪族成分更高。

HoustonMiller, Akos Vertes, Rachelle Jacobson Golden, and Andrew RobertKorte. The Molecular Composition of Soot. Angew. Chem. Int. Ed.

DOI:10.1002/anie.201914115

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201914115

8. Angew: 金属-有机骨架保护酶

无细胞酶催化(CFEC)是一种新兴的生物技术，能够模拟复杂自然网络中的生物转化。这种仿生学方法允许以一种绿色的方式制造诸如生物燃料和生化的工业产品。然而，CFEC的主要挑战是稳定性差，这限制了酶在复杂应用中的有效性和寿命。将酶固定在固态载体上被认为是解决上述障碍的有效策略。具体来说， “类铠甲”多孔金属有机框架(MOFs)的骨骼结构紧紧围绕酶，不仅可以保护酶免受外部刺激，而且其多孔网络结构可以选择性地运输反应物。近日，中山大学欧阳钢锋教授综述了金属-有机骨架保护酶这一生物技术的研究现状。他们首先介绍了金属-有机骨架保护酶的概念，然后详细总结了MOFs包覆酶的策略及其前沿应用。

与表面生物接合固定化相比，在MOFs外骨架结构中嵌入酶是一种提高酶寿命的有效手段。到目前为止，有两个主要的战略：1)后合成包装。这种方法对酶的破坏最小，但需要精心设计尺寸与酶相当的介孔笼机构；2)重新封装。它依赖于生物界面和金属节点之间的强相互作用。在这种情况下，MOFs的生长必须以生物兼容的方式进行，避免酶的聚集或展开。到目前为止，只有UiO-66-NH₂和Zn-MOF-74两种mof被验证了利用机械化学策略进行原位封装的可行性。了解不同包封过程中MOFs骨架与酶之间的微环境相互作用，对构建具有高稳定性和生物活性的酶具有重要的指导意义。酶的空间分布也影响生物催化过程。一般情况下，封装在MOFs表面的酶能够缩短底物的扩散距离，提高催化能力。因此，如何控制封装酶在MOFs中的空间分布也是今后需要考虑的问题。此外，酶封装的方向也可能影响酶@MOFs的生物催化效果，了解酶封装的方向信息可以更好地了解酶在MOFs上的催化行为。这种定向信息也可能加深对催化机理的理解。然而，确定酶的方向对困在其中的酶来说更具挑战性。可以预见，随着酶@MOFs系统的发展，其在生物炼制、无“冷链”生物贮藏、纳米催化医学等新兴领域将具有巨大的应用前景。

Siming Huang; Xiaoxue Kou; Jun Shen;Guosheng Chen; Gangfeng Ouyang. Armoring the Enzymes with Metal‐Organic Frameworks. Angewandte Chemie International Edition,2020.

DOI:10.1002/anie.201916474

https://doi.org/10.1002/anie.201916474

9. Angew：通过气相渗透调节MOF中的内部应变用于CO₂还原

在温和的条件下将二氧化碳（CO₂）转化为可持续的燃料和化学原料为碳中性能量存储提供了许多机会。尽管目前具有许多先进的催化剂，但发展提高每个活性中心的内在活性的策略仍然是一项重大挑战。应变是固态材料中最常见的物理现象之一，它对控制催化剂的反应性至关重要。近日，美国圣地亚哥州立大学Jing Gu，马奎特大学Jier Huang，安徽师范大学Yinghua Zhou等报道了一种通过气相渗透（VPI）合成法在金属有机框架（MOFs）上引入锌（Zn）配位点。与通过传统固溶相方法合成的相同Zn位点相比，VPI法合成的样品显示〜2.8％的内部应变。

实验表明，VPI法合成的催化剂将CO₂转化为CO的法拉第效率提高了四倍；同时，将CO₂转化为CO的初始电位正移了200-300 mV。作者进一步使用特定元素X射线吸收光谱法，确定了Zn中心的局部配位环境为正方形的金字塔形几何结构，在赤道面上具有四个Zn-N键，在轴向上具有一个Zn-OH₂键。作者还通过监控一系列渗透循环内样品的XRD和UV-vis变化，进一步证明了微调的内部应变。实验结果与DFT计算预测的吸收光谱具有相似的变化。该工作利用内部应变来增加催化剂的选择性和活性的能力表明，采用这种策略有望增强各种多孔材料的固有催化能力。

FanYang, Yinghua Zhou*, Jier Huang*, Jing Gu*, et al. Tuning Internal Strainin Metal‐OrganicFrameworks via Vapor Phase Infiltration for CO₂ Reduction. Angew. Chem. Int.Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202000022

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000022

10. Adv. Sci.: Mg掺杂的Li-LiB合金与三维亲锂LiB骨架助力稳定金属锂负极

高能量密度的锂金属电池正在逐渐成为最受关注的新一代储能器件。然而，锂负极在电化学循环过程中不可控的枝晶生长和无限的体积膨胀等问题严重限制了其实际应用。最近，中南大学冶金研究院的陈立宝教授、苏州大学晏成林教授以及武汉理工大学麦立强教授等联合报道发现在三维亲锂性LiB骨架上原位生成的的Mg掺杂Li-LiB合金层能够抑制枝晶生长和体积膨胀。

这种三维LiB骨架表现出良好的亲锂特性和导电性，因此有利于降低局部电流密度和重新分布原本不均匀的锂离子流。研究人员将金属Mg引入后发现Li-Mg-B复合物能够使得对称电池在0.5mA/cm²的电流密度下稳定循环超过500小时而不发生短路。此外，使用这种复合合金层修饰的金属锂负极与LiCoO₂正极匹配得到的全电池也具有更优异的电化学性能。这种三维Li-Mg-B复合负极为发展实用性锂金属电池开辟了新的道路。

Chen Wu, Libao Chen, Chenglin Yan, Liqiang Maiet al, Mg Doped Li–LiB Alloy with In Situ Formed Lithiophilic LiB Skeleton for LithiumMetal Batteries, Advanced Science, 2020

DOI: 10.1002/advs.201902643

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201902643?af=R

11. Nano Energy：P2型层状钠离子氧化物中的阳离子和阴离子氧化还原反应研究

对高比能钠离子电池的需求促进了对层状过渡金属氧化物正极中高能氧氧化还原化学反应过程的深入研究。但是，大多数带有氧还原反应的层状正极可能会产生不可逆的电化学反应，导致容量的快速衰减和潜在的O₂释放。近日，美国马里兰大学王春生教授等人报道了具有强电负性的铜元素可以稳定缺钠的P2-Na_2/3Mn_0.72Cu_0.22Mg_0.06O₂相，从而实现阳离子和阴离子氧化还原化学。硬X射线和软X射线吸收光谱表明，所有的Mn³⁺/Mn⁴⁺，Cu²⁺/Cu³⁺和O^2-/（O2）^n-在钠离子脱出和插入后均参与氧化还原反应。

密度泛函理论（DFT）计算证实，铜和氧之间的强共价性确保了P2-Na_2/3Mn_0.72Cu_0.22Mg_0.06O₂相中的阳离子和阴离子氧化还原活性。P2-Na_2/3Mn_0.72Cu_0.22Mg_0.06O₂正极表现出稳定的循环寿命，在1C的倍率下循环100圈的容量保持率为87.9％，以及高倍率性能（在10C循环时为70.3 mA h g^-1）。他们的发现不仅为提高基于阴离子氧化还原活性的层状氧化物的电化学性能提供了指导方针，而且还探索了氧氧化还原工艺背后的潜在科学原理。

Peng-FeiWang,YaoXiao, NanPiao, Qin-ChaoWang, XiaoJi, TingJin, Yu-JieGuo, SufuLiu, TaoDeng,ChunyuCui, LongChen, Yu-GuoGuo, Xiao-QingYang, Chunsheng Wang, Both Cationicand Anionic Redox Chemistry in a P2-Type Sodium Layered Oxide, Nano Energy 2020

DOI:10.1016/j.nanoen.2020.104474

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104474