1. Chem. Soc. Rev.综述：用于高性能超级电容器的多孔有机聚合物

为了解决全球变暖问题和化石能源短缺，迫切需要环保和可持续的可再生能源技术。与能量转换相比，能量储存方面的研究相对滞后，仍有待进一步探索。通过在电极表面存储电化学过程的能量，超级电容器（SCs）弥合了静电双层电容器和电池之间的性能差距。有机电极材料因其特殊的功率密度、良好的循环效率和优异的循环稳定性而受到广泛关注。多孔有机聚合物（POPs）作为SCs中有吸引力的电极材料引起了人们广泛的关注。

近日，南京邮电大学赖文勇教授从合成策略和持久性有机污染物的结构-性能关系的角度综述了POPs作为SCs的有效电极材料的最新进展和设计原则。最后，对POPs在SCs中的应用前景进行了展望。

本文要点：

1）根据储能机制，SCs可分为两类，即EDLCs和准电容器。对于EDLCs，其储能特性强烈依赖于电极和电解质之间界面上的静电荷吸附，这涉及一个物理过程。根据最近的研究，孔径、孔连通性、比表面积、润湿性和纳米结构对EDLCs的性能有关键影响。随着EDLC和赝电容器的结合，开发混合SC，例如具有EDLC电极和赝电容电极的混合SC装置以及具有大表面积和赝电容的混合电极材料，已经成为同时实现高功率密度和能量密度的有效途径。

2）COFs是通过可逆反应制备的结晶POPs，具有周期性的有机构筑块顺序。可逆反应被用来通过“误差修正”来提供具有长程有序的热力学稳定网络。COFs其孔隙率高、孔道可调、孔道可调、结构清晰、骨架结构多样等特点，在气体分离与储存、光电器件、能量转换、储能、多相催化等领域得到了广泛的应用。精准的化学结构、可调的孔大小和孔几何结构使COFs成为极具吸引力的电化学应用材料。人们已经采用了许多策略来提高它们的电化学性质。例如，通过选择合适的连接基序和构建单元，可以构建稳定的氧化还原COF，并制备出具有高效传质和高导电性的COF杂化材料。

3）非晶POPs一般包括HCPs、PIMs、CMPs和多孔芳烃骨架（PAFs）。与晶态COF相比，非晶POPs可以在温和的条件下通过广泛的化学反应制备出来。对于非晶态POPs，线性聚合物的化学反应可用于非晶态POPs的形成。因此，人们制备了大量不同化学含量、形貌和孔结构的非晶POPs，为探索影响SC性能的因素提供了一个有吸引力的平台。

4）可充电电池作为一种可以直接储存电能的电池，目前已经得到了越来越多的关注。近年来，人们对基于POP的可充电电池电极和电解液进行了广泛的研究。一方面，基于刚性共价网络的POPs具有良好的稳定性和便于电解液离子传输的开孔，是很有吸引力的可充电电池电极材料。另一方面，功能性POPs表现出较高的离子导电性(Li⁺和Na⁺)，显示出其作为电池固态电解液材料的巨大潜力。由于其多孔结构，POP已被用作锂离子电池(LIB)的正极材料和固体电解质，以及钠离子电池(SIB)和钾离子电池(KIBs)的负极材料。

Xu Liu, et al, Porous organic polymers for high-performance supercapacitors, Chem. Soc. Rev., 2022

DOI: 10.1039/d2cs00065b

https://doi.org/10.1039/d2cs00065b

2. Chem：混合电池固液界面Li⁺转移势垒的消除

固态电池在取代传统锂离子电池以提供更高的能量密度和安全性方面极具潜力。然而，陶瓷基固体电解质（CSSEs）与电极的接触不良会导致较大的界面电阻。近日，同济大学罗巍教授，华中科技大学黄云辉教授研究了Li7La₃Zr₂O₁₂ （LLZO）在化学活性液态电解质（Les）中的分解途径，并通过纳米级自组装单分子膜（SAM）保护，成功地从源头上切断了界面副反应。

本文要点：

1）原位Li⁺/H⁺离子交换和LiOH在LLZO上的形成是整个分解过程的初始步骤，而LE中的质子是主要原因。随着离子交换的进行，SLEI层逐渐变厚，直到离子交换达到动态平衡状态。此外，研究人员还探索并提出了由低聚物在羟基化LLZO表面和LiOH上的吸附行为。低聚物化学键合交换产物并接枝到LLZO表面，最终构建了厚的固-液电解质界面（SLEI）层。

2）根据界面反应的特点，研究人员引入在LLZO上具有组装能力的酸性分子来处理这些LE-LLZO界面问题。由于分子酸性和结构的精细调节，在分子组装过程中，Li⁺/H⁺离子交换在一定程度上提前发生在LLZO上，同时在LLZO表面形成稳定致密的SAM，阻止了LLZO与LE中的质子进一步离子交换和LE分解物的化学吸附。

3）实验结果显示，LE-LLZO界面处实现了前所未有的接近零的阻抗。与纯LLZO组装的电池相比，采用SAM修饰的LLZO组装的电池600次循环后的比容量提高了39%以上。同时，由于降低了界面电阻，倍率性能得到显著提高，临界电流密度增加了一倍，达到4.6 mA cm^-2。

Huang et al., Negating Li⁺ transfer barrier at solid-liquid electrolyte interface in hybrid batteries, Chem (2022)

DOI：10.1016/j.chempr.2022.03.002

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.03.002

3. Chem：原位界面成像揭示MOF单晶生长的决定因素

金属有机骨架（MOFs）是一类快速发展的网格晶体，是研究原位晶体界面的理想对象。这些由有机连接物与金属离子配位形成的骨架，具有结构精准的孔隙空间，空间内的物质可以被调节和控制，表现出良好的存储、分离和转化性能。近日，武汉大学邓鹤翔教授，中科院苏州纳米所周小春利用原位暗场显微镜跟踪了流动池溶剂热合成MOFs的过程中晶体界面的演化。

本文要点：

1）通过精确测量特定晶体刻面的生长速率，可以提取Cu-MOF-74 (1D)、Co-ZIF、Cu-MOF-2-BDC、Cu-MOF-2-NDC (2D)和HKUST-1 (3D)，这五种典型MOF晶体生长的关键决定因素。组成的有机连接体和金属离子对不同的MOF起着重要但独立的作用，而不是与相应的化学式密切相关，这提供了对晶体生长机制的洞察。

2）此外，在中断时，研究人员观察到晶体界面的退化和恢复，揭示了界面对MOF晶体生长的影响。同时，发现了过渡层，该过渡层介导了分子构建块的连接，以在界面形成MOF单晶。

与现有模型相比，本研究提出了一种描述晶体界面演化的替代方法。

Han et al., Determining factors in the growth of MOF single crystals unveiled by in situ interface imaging, Chem

(2022),

DOI: 10.1016/j.chempr.2022.03.006

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.03.006

4. Angew：调节单原子Pt1-CuO催化剂中金属-载体间的电子相互作用以促进丙酮氧化

开发高活性单原子催化剂（SACs）并确定它们在氧化工业有害烃中的固有活性位点具有一定的挑战性。调节电子金属-载体相互作用（EMSIs）可有效提高SACs的催化性能。基于此，西安交通大学何炽，中国地质大学(武汉) 余家国精心设计并合成了三种具有不同EMSIs的类似催化剂。

本文要点：

1）首先，采用微波合成的Cu(OH)_x作为载体的前体来稳定双(乙酰丙酮)铂，以获得Pt₁(OH)_x Cu配合物。通过上述配合物的煅烧过程合成Pt₁-CuO催化剂，其具有统一的Pt-O-Cu键。接下来，利用一般浸渍方法获得具有混合Pt-O和Pt-Cu键的负载在CuO上的Pt原子，然后，通过原位掺杂过程将Pt物种掺杂到CuO的本体中，得到Pt₁@CuO样品。

2）观察到EMSIs的强度和催化剂性能之间的正相关性。令人惊讶的是，具有统一键合方式的Pt₁-CuO SAC表现出最强的EMSI，同时仅在210 °C就可以将800 ppm丙酮完全转化为CO₂，活化能为54.32 kJ·mol^-1。

3）根据Operando方法和DFT研究，Pt₁-CuO SAC的EMSI将促进从Pt到CuO的电子回赠反馈（back donation），产生足够的带正电荷的Pt原子，这是在低温下活化丙酮的高效位点。同时，通过统一的Pt-O-Cu键的电荷再分布将促进相邻晶格氧的活化参与氧化，导致氧空位的循环。

这项研究表明，显著提高催化剂的性能可以简单地通过在SACs中提高EMSIs来获得。因此，当研究SACs时，必须考虑这种EMSIs，因为它们对催化性能具有显著的影响。

Zeyu Jiang, et al, Modulating the Electronic Metal-Support Interactions in Single-Atom Pt₁-CuO Catalyst for Boosting Acetone Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

https://doi.org/10.1002/anie.202200763

5. Angew：表面自适应毛细现象实现用于超高面积和体积能量密度超级电容器的致密3D打印

开发具有更高能量密度发热超级电容器具有重要的实际意义，但仍然极具挑战性。近日，四川大学张楚虹教授首次提出了一种通过表面自适应毛细作用策略实现的致密化3D打印技术，用于制造高负载量的超级电容器。与可控的毛细管致密化相结合，3D打印超级电容器的性能被带到了另一个维度，实现了面能量密度和体积能量密度的双重飞跃。

本文要点：

1）通过在表面张力调节剂吡咯的帮助下在毛细蒸发过程中控制适当的毛细收缩，致密电极结构的完整性被很好地保持，并且裂缝得到有效抑制。此外，通过一步碳化处理同时原位掺氮和分级微孔-介孔，致密化的3D打印电极的电子和离子传输性能得到显著改善。

2）在高堆积密度（322.2 mg cm^-3）下操作，对称超级电容器可以获得最高的面能量密度（在含水电解质中为1.12 mWh cm^-2，在有机电解质中为7.01 mWh cm^-2），这是有史以来报道的所有3D打印超级电容器中的最高记录。此外，超厚器件在水性电解质（1.24 mWh cm^-3）和有机电解质（7.79 mWh cm^-3）中的体积能量密度也显著区别于其他高负载和超厚超级电容器。

这项工作在面积/体积能量密度方面将超级电容器的性能提升到了一个全新的阶段，并展示了致密3D打印在高能量密度设备制造方面的巨大潜力。

Xiaolong Li, et al, Surface Adaptive Capillarity Enabling Densified 3D Printing for Ultra-High Areal and Volumetric Energy Density Supercapacitors, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202202663

https://doi.org/10.1002/anie.202202663

6. Angew：沸石有机骨架的设计与合成

开发具有大通道窗口和高稳定性的新型沸石类材料具有重要意义，但仍然极具挑战性。近日，吉林大学方千荣教授，Yujie Wang，北京大学孙俊良教授首次报道了一种具有沸石网络的三维共价有机骨架，即沸石有机骨架（ZOF）。

本文要点：

1）通过将固定键角和相对自由键角的两种四面体构筑块结合在一起，成功地合成了具有沸石crb网络的ZOF-1。研究人员利用单晶三维电子衍射法测定了其结构。

2）值得注意的是，ZOF-1具有较高的化学稳定性、较大的孔径（高达16 Å）和良好的比表面积（~2785 m²/g），优于具有相同网络的类似物，包括传统的铝硅酸盐沸石和分子筛咪唑骨架。

本研究为构建具有纯有机骨架的类沸石材料开辟了一条新的途径，并将促进其在大分子吸附和催化方面的潜在应用。

Yaozu Liu, et al, Design and Synthesis of a Zeolitic Organic Framework, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202203584

https://doi.org/10.1002/anie.202203584

7. Angew：用于非均相不对称催化的手性共价有机框架不对称催化合成方法

与非手性共价有机框架(COFs)相比，手性有机框架(CCOFs)的研究较少。有鉴于此，山东师范大学的董育斌、姚丙建等研究人员，开发了用于非均相不对称催化的手性共价有机框架不对称催化合成方法。

本文要点：

1）研究人员开发了一种合成手性共价有机骨架（CCOFs）的通用、高效的有机催化不对称聚合方法。

2）在手性2-甲基吡咯烷催化剂的作用下，由前手性醛和伯胺单体直接合成了一系列三（N-水杨醛胺）衍生的β-酮烯胺CCOFs。

3）本文采用的氨基催化不对称希夫碱缩合反应是在环境条件下进行的，与传统的酸催化溶剂热法相比具有明显的绿色合成优势。

4）得到的β-酮烯胺CCOFs可以通过固相配位方法进一步金属化，得到的Cu（II）@CCOFs可以高度促进不对称A³偶联反应。

5）具体来说，Cu（II）@CCOF@chitosan气凝胶是一种高效的固定床模型反应器，用于放大催化反应。

本文研究的氨基催化不对称聚合的概念可能为通过不对称有机催化构建CCOF开辟了一条新途径。

Yu-Bin Dong, et al. Synthesis of Chiral Covalent Organic Frameworks via Asymmetric Organocatalysis for Heterogeneous Asymmetric Catalysis. Angewandte Chemie, 2022.

DOI：10.1002/anie.202115044

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202115044

8. AM：可穿透黏液和结合细胞的两性离子聚合物胶束用于癌症药物递送

口服抗癌纳米药物因其简便、可重复给药的特点而倍受欢迎。然而，由于目前的纳米药物往往不能同时克服强大的粘液和绒毛屏障，而使其在被口服后的生物利用度(BA)非常低。有鉴于此，北京大学李子臣教授、浙江大学申有青教授和邵世群研究员构建了一种能够快速渗透黏液并被绒毛吸收的聚合胶束，其能有效地将紫杉醇(PTX)递送到肿瘤，其疗效甚至优于静脉注射的聚乙二醇基/游离的PTX。

本文要点：

1）聚[2-(N-氧化物-N,N-二乙基氨基)甲基丙烯酸乙酯](OPDEA)是一种水溶性两性离子聚合物，其对蛋白质和其他生物大分子(如粘蛋白)具有高度的抗污性，但能够微弱地结合磷脂。因此，其与聚(ε-己内酯)组成的嵌段共聚物胶束(OPDEA-PCL)可以有地效渗透黏液并与绒毛结合，进而触发胞浆作用介导的上皮间转运以进入血液循环，并在肿瘤内有效积累。

2）研究表明，口服胶束能够将PTX递送到肿瘤，进而有效抑制HepG2和患者源性的肝细胞癌异种移植瘤和三阴性乳腺肿瘤的生长。这些结果表明， OPDEA基胶束可以作为一种高效的口服纳米药物，以用于递送小分子甚至大分子抗癌药物。

Wufa Fan. et al. Mucus Penetrating and Cell-Binding Polyzwitterionic Micelles as Potent Oral Nanomedicine for Cancer Drug Delivery. Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202109189

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202109189

9. AM：动脉脉搏压电动力学用于可穿戴式连续血压监测

压电动脉脉搏波动力学被认为与典型的血压波相似。然而，由于研究者对于压电脉搏波与其相关的血压波之间的相关性尚不清楚，因此如何基于动脉脉搏波以实现精确连续的血压波监测仍然具有很大的挑战性。为了解决这一问题，上海交通大学张文明教授和杨斌研究员通过理论、仿真和实验分析阐明了压电脉搏波与血压波之间的关系。

本文要点：

1）基于这种相关性，研究者开发了一种无线可穿戴式连续血压监测系统。与传统的基于多个传感器之间的脉搏波速的系统相比，该系统具有更好的便携性。此外，实验也探索了使用单一压电传感器实现可穿戴式连续血压监测的可行性。

2）综上所述，这一研究解决了有关动脉脉搏波压电反应的争议，并有望被用于开发一种便携式、可穿戴的连续血压监测装置，以用于对高血压进行早期预防和日常控制。

Zhiran Yi. et al. Piezoelectric Dynamics of Arterial Pulse for Wearable Continuous Blood Pressure Monitoring. Advanced Materials. 2022

DOI: 10.1002/adma.202110291

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202110291

10. ACS Energy Lett.：高效稳定混合钙钛矿单晶太阳能电池的工程表面取向

MAPbI3钙钛矿单晶薄膜在太阳能电池上具有极大的开发潜力。阿卜杜拉国王科技大学Jun Yin, Osman M. Bakr, Omar F. Mohammed和亚利桑那大学Jean-Luc Brédas等人合成了两种类型的 MAPbI₃单晶薄膜，具有用于太阳能电池的主要 (001) 和 (100) 表面取向。

本文要点：

1）研究发现MAPbI₃ (001) 和 (100) 单晶薄膜都能有效地将空穴转移到聚 (三芳基) 胺 (PTAA) 中，这从降低的光致发光 (PL) 强度和寿命以及 II 型能量对齐。

2）与MAPbI₃ (100) 单晶薄膜由于电子有效转移到苯基-C61-丁酸甲酯 (PCBM) 而具有强 PL 猝灭不同，MAPbI₃ (001) 单晶薄膜在PCBM 的存在，这可归因于表面钝化。

3）有趣的是，与传统MAPbI₃ (100) 的PCE显著下降（从 19.3 到 14.4%）不同，MAPbI₃  (001) 单晶薄膜的 PCE 有所增加（从 16.0 到 17.2%）和由于 PCBM 和 O₂ 对富含PbI₂的表面进行了双重钝化，因此在环境条件下的稳定性要好得多。

Chen Yang, et al. Engineering Surface Orientations for Efficient and Stable Hybrid Perovskite Single-Crystal Solar Cells, ACS Energy Lett. 2022, 7, 1544–1552.

DOI：10.1021/acsenergylett.2c00431

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.2c00431

11. ACS Nano：Au/黄铜矿杂化纳米结构中波长相关的双功能等离激元光催化

由局域表面等离激元共振（LSPR）的衰变驱动的激发或“热”载流子的产生和转移是等离激元光催化中的关键步骤。同时包含金属和半导体构建块的混合结构有助于提取反应载流子并将其用于光电催化。近日，波士顿大学Björn M. Reinhard研究了包裹在含有黄铜矿（CuFeS₂）纳米晶（NC）的脂膜中的Au纳米棒（NRs）的杂化等离激元光催化剂。

本文要点：

1）当Fröhlich共振条件在λ_res^NC=490 nm附近满足时，CuFeS₂ NC_S保持了明显的准静态共振，这种共振的衰减导致热电子的产生。此外，它们还具有良好的表面性质，可以吸附水和其他氧物种，以及有助于氧化还原催化的Cu(I)/Cu(II)对。

2）研究人员以析氢反应(HER)和析氧反应(OER)为测试反应，对复合光催化剂的波长依赖性氧化还原催化性能进行了研究。研究发现，Au NR和CuFeS₂纳米复合材料的结合提高了构筑块的光催化活性，并且Au NR和CuFeS₂在电磁光谱的近红外和可见光范围内的共振激发分别与HER和OER催化有关。研究人员用光驱动电子转移和NCs表面上的Cu(I)/Cu(II)氧化还原耦合催化作用合理解释了所观察到的波长相关的催化作用。

Xingda An, et al, Wavelength-Dependent Bifunctional Plasmonic Photocatalysis in Au/Chalcopyrite Hybrid Nanostructures, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c01706

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01706

12. ACS Nano：N−H插入反应合成具有准氨基酸结构的水分散多孔芳香族骨架

多孔芳香骨架（PAFs）作为一类具有较大比表面积和化学稳定性的材料，在气体吸附、分离和催化等领域引起了人们的广泛关注。然而，PAF的合成方法仅限于少数几个偶联反应，并且通常得到直径为微米级的PAF粉末。

近日，东北师范大学朱广山教授，Ning Zhang，中科院长春应化所Zhigang Xie设计并合成了两种双官能团重氮羰基化合物，即2,2′-(1,4-phenylene)bis(2-diazoacetate) (PAZO) and dimethyl 2,2′-([1,1′-biphenyl]-4,4′-diyl)bis(2-diazoacetate) (BPAZO)，用于制备PAFs。

本文要点：

1）为了丰富PAF的拓扑结构，选择了1,3,5-tris(4-aminophenyl)benzene（TAPB）, tetrakis(4aminophenyl)methane（TAM）, and 5,10,15,20-tetrakis(4aminophenyl)-21H,23H-porphine（TAP）等不同构型的共聚单体，并与所制备的重氮羰基单体进行了聚合。

2）研究人员通过N−H插入聚合策略，成功地合成了PAF-150（由PAZO和TAPB组成）、PAF-151（由PAZO和TAM组成）、PAF-152（由PAZO和TAP组成）和PAF-153（由BPAZO和TAPB组成）。随后，通过后水解反应，很容易得到嵌入到多孔材料骨架中的具有α-苯甘氨酸官能团的PAF。

3）所制备的PAF具有纳米级的几何结构、良好的水分散性和低的细胞毒性，这使得它们能够作为抗癌药物载体和光动力学试剂应用。

这种含有PAFS的氨基酸部分可以进一步扩大多孔材料在生物医学领域的应用。

Liying Yin, et al, Water-Dispersible Porous Aromatic Frameworks with Quasi-Amino Acid Structures via N−H Insertion Reactions, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c00007

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00007