1. Nature Commun.：PdSn 纳米线上的层状 Pd 氧化物用于促进 H2O2直接合成
过氧化氢（H2O2）在工业和生活中有着广泛的应用。然而，在利用氢气（H2）和氧气（O2）直接合成H2O2（DHS）中，高效多相催化剂的开发仍然是一个巨大的挑战，影响着H2O2的生产。近日，厦门大学熊海峰教授，黄小青教授，福州大学Sen Lin开发了一种两步法来制备PdSn纳米线，成功实现高效催化DHS用来H2O2合成。
本文要点：
1）两步法包括：首先通过溶剂热法首次合成表面粗糙的Pd4Sn纳米线（PdSn-NW）。然后将Pd前体沉积到PdSn合金纳米线（NW）上，随后在空气中退火。结果显示，通过两步法制备的PdL/PdSn-NW用于DHS表现出高催化活性，在0 °C下直接产生H2O2时，产率超过 520 mol kgcat-1 h-1，选择性超过了95%。而对于一步法制备的PdSn纳米线和PdSn纳米粒子催化剂，催化剂表面在流动的H2/O2中容易被还原，表现出较低的H2O2反应活性。
2）PdL/PdSn-NW催化剂上优异的H2O2产量归因于PdSn纳米线上Pd氧化物层的存在。Pd氧化物层在流动的H2/O2中对还原或氧化是稳定的，而其他PdSn纳米颗粒和PdSn纳米线催化剂在H2/O2存在下则发生了还原。此外，层状Pd氧化物使得氧/氢的吸附更少，并且减少了O-O和H-H键的断裂，以及产生的过氧化物的吸附更少，进而完全抑制了H2O2氢化和分解。
通过两步方法设计PdSn纳米线的表面可以在PdSn纳米线上生成一层Pd氧化物，在H2O2直接合成中表现出优异的反应活性，为设计和开发高活性的DHS催化剂提供了一种有前途的策略。
Li, Hc., Wan, Q., Du, C. et al. Layered Pd oxide on PdSn nanowires for boosting direct H2O2 synthesis. Nat Commun 13, 6072 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-33757-0
https://doi.org/10.1038/s41467-022-33757-0
2. JACS: 导电和超稳定共价有机骨架碳杂化作为理想的电催化平台
开发具有良好导电性的共价有机框架（COF）对于拓宽其实际应用范围至关重要。众所周知，热退火是提高电导率的一种简便方法。然而，在较高温度下，由于缺乏连接剂刚性和物理化学稳定性，大多数COF会发生非晶化和/或热降解。近日，韩国国立科学技术研究所（UNIST）Jong-Beom Baek、复旦大学Li Feng报道了通过简单的热退火合成导电苯并恶唑连接的COF/碳杂化材料（BCOF-600C）。
本文要点：
1) 熔融芳香族苯并恶唑和联苯构建单元赋予合成的COF优异的物理化学稳定性，可抵抗高温和强酸/碱。这使得热处理能够进一步提高导电性，同时将结构变化降至最低。
2) 周期性加入氮原子的坚固晶体结构允许铂（Pt）原子集成到BCOF-600C的通道壁中。由此得到的具有高活性中心的电催化剂，其在酸性介质中表现出优越的析氢催化活性。
Seo Jeongmin et.al Conductive and Ultrastable Covalent Organic Framework/Carbon Hybrid as an Ideal Electrocatalytic Platform JACS (2022)
DOI: 10.1021/jacs.2c08344
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c08344
3. JACS：自然日光光催化合成苯并噁唑连接的共价有机框架用于光催化反应
自然日光引发的光催化反应是一种清洁、高效、绿色的合成方法，可用于有机物的合成。然而在合成共价有机框架（COFs）方面仍是前所未有的。近日，山东师范大学的董育斌教授和耿琰教授联合报道了在自然日光下室温条件中利用光催化合成COF的工作。这种“窗台”反应合成的苯并噁唑连接COF（LZU-191）具有良好的稳定性，能作为可循环的光催化剂，催化可见光驱动的硫化物需氧氧化为亚砜的反应。
本文要点：
1）该工作开发了一种利用自然日光催化2，5-二氨基-1，4-苯二酚二盐酸盐（DABD）和1, 3, 5-三（4-甲酰苯基）三嗪（TFPT）发生聚合反应，合成COFs的新策略，可制备出克级的LZU-191。并且极大地拓宽了绿色合成COF的范围和可持续方式。
Cheng-Juan Wu, Yan Geng*, Yu-Bin Dong*, et al. Natural Sunlight Photocatalytic Synthesis of Benzoxazole-Bridged Covalent Organic Framework for Photocatalysis. J. Am. Chem. Soc. 2022.
DOI：10.1021/jacs.2c07893
https://doi.org/10.1021/jacs.2c07893
4. Matter：制备高熵金属纳米线电催化剂的一般方法
高熵合金（HEAs）为在几乎无限的组成空间中高效地开发催化剂提供了巨大的希望。尽管将多种金属元素可控地结合到具有定制结构的低维纳米材料中具有难以估量的科学和应用潜力，而使用以前的高温合成技术仍然是一个巨大的挑战。
近日，北京大学郭少军教授报道了用一种新的还原扩散法合成含3-10个组分（Pt、Rh、Mo、Ir、Co、Ru、Fe、Ni、Mn和Cr）的Pt基多金属控制的HEA纳米线（NWs）的通用方法。
本文要点：
1）与以往的高温合成方法不同，新还原扩散合成方法可以在低温（180 ℃-220 ℃）下将多种元素均匀混合形成结构和组成受控的HEA纳米晶，这依赖于在羰基化合物和表面活性剂的存在下原子厚的铂纳米晶的初始成核，以及随后其他原子的还原和扩散到预制得的纳米晶中。
2）研究人员发现，本方法可以扩展到合成更多类型的铂基HEA纳米粒子，其化学计量比可调。此外，这种源于晶格扭曲的高熵效应影响了Pt电子结构，这使得特定组分的HEA-NW对氢氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)具有优异的电催化性能。
Sun et al., A general approach to high-entropy metallic nanowire electrocatalysts, Matter (2022),
DOI：10.1016/j.matt.2022.09.023
https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.09.023
5. Angew：构建Ni-Co-Fe氢(氧)氧化物@Ni-Co层状双氢氧化物核壳微棒增强析氧
探索地球资源丰富且高效的析氧反应(OER)电催化剂是可持续能源储存和转换装置的关键。南洋理工大学楼雄文教授等报道了一种自制策略，以制备一种核壳OER电催化剂。
本文要点：
1）从MOFs开始，Co-Fe层状双氢氧化物(LDH)@ZIF-67的核壳结构是一步形成的。随后，这些ZIF-67构建单元被转化为Ni-Co LDH纳米笼，通过离子交换反应形成Ni-Co-Fe氢(氧)氧化物@Ni-Co层状双氢氧化物核壳微棒(NiCoFe-HO@NiCo-LDH YSMRs)。
2）由于结构和成分上的优点，NiCoFe-HO@NiCo-LDH YSMR电催化剂在达到10 mA cm-2的电流密度时，具有278 mV的过电位，较小的Tafel斜率为49.7 mV dec-1，在碱性介质中具有良好的稳定性。
Niu, Q., Yang, M., Luan, D., Li, N.W., Yu, L. and Lou, X. (2022), Construction of Ni-Co-Fe Hydr(oxy)oxide@Ni-Co Layered Double Hydroxide Yolk-shelled Microrods for Enhanced Oxygen Evolution. Angew. Chem. Int. Ed.. Accepted Author Manuscript.
DOI: 10.1002/anie.202213049
https://doi.org/10.1002/anie.202213049
6. Angew：光热电一体化能量转换系统：光热辅助下二氧化碳和甲醇的共电解
为了提高CO2电还原系统的能量转换效率和氧化还原产物的价值，迫切需要设计出功能强大的光热催化剂来实现光热效应辅助耦合催化。近日，华南师范大学兰亚乾教授，Yifa Chen合成了一种含紫精的共价有机骨架（Ni-2CBpy2+-COF），并成功地将其应用于CO2和甲醇的光热辅助共电解，作为双功能电催化剂在电极两侧同时产生高价值的化学物质。
本文要点：
1）环状双季铵盐(2CBpy2+)可以作为电子转移媒介，加速催化剂与中间体之间的电荷转移，并产生较强的光热效应(ΔT=49.1 °C)，从而提高整个反应动力学和对目标产物的高选择性。
2）值得注意的是，在光热辅助共电解体系中，当用甲醇电氧化取代阳极OER时，Ni-2CBpy2+-COF的FECO(阴极)和FEHCOOH(阳极)在1.9 V时可达到~100%，总电耗节省~31.5%。
3）通过各种原位/非原位表征和密度泛函理论（DFT）计算，系统地研究了Ni-2CBpy2+-CoF的重要作用和详细的催化机理。
这项工作为CO2RR与有机分子氧化反应耦合的系统设计在提高总能量转换效率和产生增值化学品方面开辟了广阔的前景，有助于电催化CO2RR的实际应用过程。
Yi-Rong Wang, et al, Light, Heat and Electricity Integrated Energy Conversion System: Photothermal-assisted Co-electrolysis of CO2 and Methanol, Angew. Chem. Int. Ed. 2022DOI: 10.1002/anie.202212162https://doi.org/10.1002/anie.202212162
7. Angew：芳香族聚合物半包覆MnO2的界面设计助力高性能水系锌离子电池
由于其优异的比容量和高工作电压，二氧化锰(MnO2)在水系锌离子电池(AZIBs)中的应用引起了人们广泛的关注。然而，其不可逆的结构崩溃和缓慢的离子扩散导会致差的倍率性能和寿命。基于此，北京理工大学陈人杰教授，Li Li通过简单的两步电沉积法，提出了一种新型的碳基聚(4,4 '氧联二苯胺)/MnO2（记为C@PODA/MnO2）有机/无机杂化AZIBs正极材料。1）纳米多孔碳基体可以促进纳米花状PODA和MnO2电沉积。各种原位/非原位表征和密度泛函理论(DFT)表明，含有C=N基团的PODA链不仅可以提供额外的储锌位点，而且可以通过与MnO2新形成的Mn-N界面键改善反应动力学和结构完整性。2）结果表明，C@PODA/MnO2正极表现出显著提高的容量、优异的倍率性能和优异的循环稳定性。即使在高活性质量负载(6.8 mg cm-2)下，杂化正极仍表现出快速氧化还原动力学和高面容量(1.7 mAh cm-2)。所提出的界面设计为基于有机/无机杂化阴极的先进AZIBs提供了新的机会。Yi Zhao, et al, Interfacial Designing of MnO2 Half-Wrapped by Aromatic Polymers for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2022DOI: 10.1002/anie.202212231https://doi.org/10.1002/anie.202212231
8. AM：吸湿微凝胶用于快速从干燥空气中提取水
基于吸附剂的大气集水(AWH)技术是缓解干旱地区淡水危机的一种有前途的分散式制水技术。水凝胶因其高保水性和可调节的聚合物-水相互作用而被认为是有吸引力的吸水剂。然而，其在低相对湿度(RH)下的吸湿和解吸动力学还有待改进。近日，德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授开发了一种吸湿性微凝胶(HMG)，用于从干旱环境(RH<30%)中快速提取水，并具有快速动力学。1）HMG由生物质衍生的亲水性羟丙基纤维素(HPC)网络组成，用于包裹吸湿性LiCl。在室温下，亲水性凝胶网络有助于水的传输和保持，在15%和30%RH下，分别在75 min和60 min内达到约0.5 g g-1和0.8 g g-1的饱和吸水率。利用HPC的温度响应性，HMG可以在温和加热下通过疏水相互作用促进水的释放，这允许在15分钟内释放80%的捕获水。2）作为概念验证，HMG在相对湿度分别为15%和30%时的日产水量分别为7.l kg-1和19.l kg-1。凭借所有这些优点，所开发的HMG为实用的AWH技术提供了一种可持续和有效的解决方案。Weixin Guan, et al, Hygroscopic Microgels-Enabled Rapid Water Extraction from Arid Air, Advanced Materials. 2022DOI: 10.1002/adma.202207786https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207786
9. AM：含有钌催化中心的类过氧化氢酶人工生物催化剂用于ROS消除和干细胞保护
构建具有高效清除活性氧(ROS)性能的材料对于对抗多种疾病的氧化应激（例如以干细胞为基础的生物疗法）而言具有重要意义。四川大学叶玲教授和程冲研究员通过模拟天然过氧化氢酶的Fe-N活性中心而提出了一种新颖的设计思路，即利用Ru催化中心设计用于干细胞保护和清除ROS的人工生物催化剂。1）实验通过研究和理论计算系统地揭示了不同Ru位点作为清除ROS的人工生物催化剂的活性优势和结构多样性。研究表明，具有钌簇中心的人工生物催化剂能够利用金属电子结构和多位点协同作用表现出优异的ROS清除活性。此外，与孤立的单原子Ru位点相比，该人工生物催化剂也具有更高的分解H2O2的催化效率，其性能也优于天然抗氧化剂和最近报道的ROS清除型生物催化剂。2）干细胞保护研究结果表明，该类过氧化氢酶人工生物催化剂可在高ROS水平条件下对间充质干细胞的生存、粘附和分化功能提供有效的保护。综上所述，这一具有钌簇中心的人工生物催化剂能够为构建高性能ROS清除材料以用于干细胞保护和治疗其他ROS相关疾病中提供新的借鉴和帮助。Yimin Sun. et al. Catalase-Mimetic Artificial Biocatalysts with Ru Catalytic Centers for ROS Elimination and Stem-Cell Protection. Advanced Materials. 2022DOI: 10.1002/adma.202206208https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202206208
10. AM：铁−葡聚糖−基催化剂上多个H/Li键的脱溶协同促进锂−硫级联催化
传统的锂-硫电池催化剂在解决涉及多步电子转移和多相转化de 硫氧化还原反应时仍然面临着巨大的挑战。近日，温州大学Zhi Yang，Shuo Yang，Dong Cai研制了一种高效的Li−S正极分子催化剂VC@InFeD，它是由一条连接在VC上的InFeD聚合物链组成的，研究人员对其构效关系和催化微观机理进行了探讨。1）研究人员通过系统的SRR、活化能、原位光谱和电化学性能的研究，发现VC@InFeD能够通过H键捕获溶剂化的LiP团簇，在正极/电解液界面形成局部高浓度的LiP分布，并在Li-键和Fe2+/Fe3+活性中心的辅助下，促使它们在梯度催化位置快速转移转化，InFeD对长链LiP转化反应有很好的催化作用；而VC更倾向于促进短链LiP转化反应。2）实验结果显示，开发的Li−S电池即使在高硫负荷和贫电解液条件下也具有良好的高容量和优异的倍率性能。因此，本工作中的VC@InFeD分子催化剂设计不仅可以为高性能Li−S电池的研究提供借鉴，也为在液体电解液和半固态流动储能装置等领域创新催化剂/电解液界面工程提供了机会。Tingting Li, et al, Desolvation Synergy of Multiple H/Li–bonds on Iron−Dextran−based Catalyst Stimulates Lithium−Sulfur Cascade Catalysis, Advanced Materials. 2022DOI: 10.1002/adma.202207074https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207074
11. AM：光响应性超分子聚合物：从光控小分子到智能材料
光响应性超分子聚合物是基于高度定向和可逆的非共价相互作用，以光敏分子为(Co)单体的有序组装。它们在具有精确可控功能的智能材料和动态系统方面吸引了越来越多的兴趣，如光驱动软执行器、光响应荧光防伪和光触发电子器件。近日，格罗宁根大学Ben L. Feringa综述了用于光响应性超分子聚合物的光激活分子及其主要的光诱导变化，如几何构型、偶极矩和手性。1）基于这些明显的变化，由光激活分子形成的超分子聚合物表现出光响应的拆解和重新组装。此外，观察到了光诱导的超分子聚合、解聚以及长度和拓扑结构的调节。此外，作者还重点介绍了超分子聚合物的光控功能，如驱动、发射和手性转移等。2）作者还提出了对挑战和未来机遇的看法。除了从有害的紫外光转移到可见光/近红外光以避免疲劳和实现生物医学应用的挑战外，未来的机会包括具有螺旋运动的光控超分子致动器、光调制信息传输、光学可回收材料和多刺激响应超分子系统。Fan Xu and Ben L. Feringa, Photoresponsive Supramolecular Polymers: From Light-controlled Small Molecules to Smart Materials, Advanced Materials. 2022DOI: 10.1002/adma.202204413https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202204413
12. AM：通过基于金属-有机骨架的异质结构纳米流体器件实现可切换的离子电流饱和状态
径迹蚀刻膜是一种微孔滤膜，其使用可以进一步微调传输机制，从而使它们能够用于(生物)传感和能量收集应用等。最近，有研究将金属有机骨架（MOFs）和这种膜结合，以进一步增加它们的应用潜力。近日，拉普拉塔国立大学Omar Azzaroni，Matías Rafti成功构建了一种具有优异稳定性和离子传输控制的UiO-66改性的单PET纳米通道。1）研究人员通过采用不对称界面生长方法，用MOF UiO-66填充轨迹蚀刻的纳米通道。MOF填充的纳米通道显示了离子传输机制，其特征在于跨膜电压高于0的饱和电流区域。在酸性条件下。子弹形纳米通道的这种不寻常行为可以解释为表面电荷产生的选择性渗透和MOF异质结构提供的窄通道之间相互作用的结果。2）此外，在MOF合成过程中，I-V曲线不对称，饱和电流的大小取决于膜的取向。由于合成条件的不对称性，MOF的轴向结构很可能是非均相的。值得注意的是，这种结构不对称性是由于合成过程中膜两侧不同的金属和连接物的局部浓度引起的，决定了I-V曲线的对称性，而与子弹形纳米通道的取向无关。这些结果强烈地表明，仅有微孔率不足以解释系统的离子输出，这也将由结构孔隙率决定。3）此外，离子电流饱和行为可以通过改变溶液pH可逆地开启/关闭，并且即使在3000 mM KCl溶液中也可以保持ICS控制的离子电子输出。此外，UIO-66修饰的膜在暴露于不同的pH(3到9)和KCl浓度(1 mM到3000 mM)后保持了其离子响应，这表明通道内的MOF在不同的操作条件下具有良好的稳定性。因此，这种器件可以成为设计用于电信号处理和处理的集成电路元件的一种有趣的替代方案。更重要的是，在这项工作中获得的见解，特别是与化学稳定性和MOF结构对复合膜离子传输的影响有关的那些洞察力，有望在其他应用领域如生物传感、能量转换、药物输送等方面有所帮助。Gregorio Laucirica, et al, Switchable ion current saturation regimes enabled via heterostructured nanofluidic devices based on metal-organic frameworks Adv. Mater., 2022DOI：10.1002/adma.202207339https://doi.org/10.1002/adma.202207339
