1.Nano Research：亲锂性氮掺杂碳碗在先进锂金属电池石墨烯层状膜中诱导锂沉积

锂金属循环过程中树突生长和体积膨胀阻碍了锂负极的实际应用，导致锂阳极库仑效率低、使用寿命短、存在安全隐患。在这里，厦门大学Qiaobao Zhang，四川大学Xin He报道了一种高度稳定和无枝晶锂金属阳极，利用n掺杂空心多孔碗状硬碳/还原石墨烯纳米片(CB@rGO)杂化物作为三维(3D)导电和亲锂支架宿主。亲锂碳碗(CB)在镀锂过程中主要起到良好的导流作用，而具有高导电性和机械稳定性的还原氧化石墨烯层通过限制循环过程中长距离的体积变化来保持复合材料的完整性。此外，由于三维导电框架，可以降低局部电流密度。因此，CB@rGO在电流密度为1 mA·cm^-2的条件下，具有18 mV的低锂金属成核过电位，98%的高CE，在600多次循环中没有明显的电压波动。

Xiaoyu Feng, et al, Lithiophilic N-doped carbon bowls induced Li deposition in layered graphene film for advanced lithium metal batteries, Nano Res. 2022, 15(1): 352–360

DOI:  10.1007/s12274-021-3482-0

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3482-0

2.Nano Research综述：基于金属纳米颗粒/金属有机框架复合材料的先进光催化剂

光催化技术将光转化为有价值的化学物质，是利用取之不尽、用之不竭的太阳能实现人类社会可持续发展的经济有效途径。金属纳米颗粒(MNP)/金属有机框架(MOF)复合材料是一种具有一石二鸟功能的光催化剂，它融合了MNP和MOF各自的优点。此外，由于各组分之间的协同作用，MNP/MOF复合光催化剂通常表现出极大的催化活性、选择性和长期可回收性。天津大学Meiting Zhao，国家纳米科学中心Zhiyong Tang全面介绍了目前广泛应用的MNP/MOF复合材料的合成策略，并对其在光催化方面的研究进展进行了综述，包括光催化制氢、二氧化碳还原、有机转化反应和光降解污染物等。最后，提出了基于MNP/MOF的光催化研究面临的挑战和前景，并讨论了该研究领域的进一步发展。

Jun Guo, et al, Advanced photocatalysts based on metal nanoparticle/metal-organic framework composites, Nano Res. 2022

DOI: 10.1007/s12274-020-3182-1

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3.Nano Research：用于水系锌离子电池的氧空位浓度可调的量产钒正极

氧空位(Vö)在可充电电池电极的修饰中很重要。然而，由于缺乏合适的Vö掺入可控的制备策略，Vö浓度对电化学性能的影响尚不清楚。大连海事大学Juncai Sun，Xinyu Wang通过自发聚合策略实现了Vö浓度可调的Vö-V₂O₅-PEDOT (VöVP)，并具有大规模生产的能力。引入聚(2,3-二氢噻吩-1,4-二外英)(PEDOT)不仅导致V₂O₅中Vö的形成，而且导致层间间距增大。所制备的Vö浓度为20.3%的Vö-V₂O₅-PEDOT-20.3%(记为VöVP-20)在电流密度为0.2 A·g−1时，能够表现出449 mAh·g−1的高容量，在6000次循环后具有94.3%的优异循环性能。理论计算表明，V₂O₅中过量的Vö会导致带隙增大，从而抑制电化学动力学和电荷导电性。实验结果进一步证明了这一点，当Vö浓度超过20.3%时，电化学性能开始下降。

Yehong Du, et al, Tunable oxygen vacancy concentration in vanadium oxide as mass-produced cathode for aqueous zinc-ion batteries, Nano Res. 2021, 14(3): 754–761

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3109-x

4.Nano Research：高质量氮化硼纳米片的快速、高效、可扩展剥离及其在锂硫电池中的应用

氮化硼纳米片(BNNSs)因其二维性质、大带隙和高热力学性能在能源和环境领域具有重要的应用前景。然而，目前高质量溴化氮纳米管生产效率低仍然是限制其应用的瓶颈。上海交通大学Xingyi Huang以超声辅助液相剥离为基础，研究了一种快速、高效、可扩展的BNNSs生产策略，并记录了一系列剥离因素(如超声条件、溶剂和大块材料的加入)对BNNSs收率的影响。结果表明，脱层后BNNSs具有层数少、无缺陷等特点，产率达到72.5%。由于硼原子的Lewis酸位，BNNSs可以与液体电解质中的多硫化物阴离子相互作用，也可以促进锂的均匀沉积，从而赋予锂硫电池长寿命。

Yu Chen, et al, Rapid, high-efficient and scalable exfoliation of high-quality boron nitride nanosheets and their application in lithium-sulfur batteries, Nano Res. 2021, 14(7): 2424–2431

DOI: 10.1007/s12274-020-3245-3

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5.Nano Research综述：用于可穿戴电子设备的自供电智能化学传感器的最新发展

下一代电子技术将完全基于可穿戴传感系统。可穿戴式电子传感器可以在不需要外部电源的情况下以连续和可持续的方式运行，对于便携式和移动电子应用是必不可少的。马哈拉施特拉邦阿米蒂大学Dattatray J. Late，耆那大学Chandra Sekhar Rout综述了用于可穿戴电子设备的可穿戴自供电智能化学传感器系统的研究进展及其优点。概述了自供电设备的各种模式的能量转换和存储技术。然后讨论了具有集成能量单元的自供电化学传感器(SPCS)系统，分为基于太阳能电池的SPCS、基于摩擦电纳米发电机的SPCS、基于压电纳米发电机的SPCS、基于储能装置的SPCS和基于热能的SPCS。最后，展望了可穿戴式化学传感器在自供电传感系统中的应用前景。

Aaryashree, et al, Recent developments in self-powered smart chemical sensors for wearable electronics, Nano Res. 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3330-8

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6.Nano Research综述：用于水介质环境氮还原反应的铁基电催化剂

由于低能耗和环境友好性，电化学氮还原反应 (NRR) 被认为是生产 NH3 的工业 Haber-Bosch 工艺的替代方案。然而，电化学NRR的主要问题是电催化剂的效率和选择性不令人满意。作为一组最便宜和最丰富的过渡金属，铁族（Fe、Co、Ni 和 Cu）电催化剂在成本和性能优势方面显示出巨大的潜力，可以作为传统贵金属催化剂的理想替代品。电子科技大学孙旭平教授，河南大学Dongwei Ma总结了铁基材料（包括它们的氧化物、氢氧化物、氮化物、硫化物和磷化物等）作为非贵金属电催化剂在水介质中将环境 N2 转化为 NH3 的最新进展。讨论了提高 NRR 性能的策略和未来发展的前景，为 NRR 研究领域提供指导。

Benyuan Ma, et al, Iron-group electrocatalysts for ambient nitrogen reduction reaction in aqueous media, Nano Res. 2021, 14(3): 555–569

DOI: 10.1007/s12274-020-3049-5

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3049-5

7.Nano Research：通过磷掺杂提高 NiMoO₄ 负极的本征电子电导率以实现高储锂

杂原子掺杂是调节过渡金属氧化物本质上缓慢的电子电导率和动力学反应以增强其锂存储的最有前途的策略之一。在此，四川大学Xiaodong Guo，电子科技大学孙旭平教授，Qian Liu通过使用简便的水热法和随后的低温磷化处理设计了磷掺杂的 NiMoO₄ 纳米棒 (P-NiMoO₄)。磷掺杂在显着提高 NiMoO₄ 材料的电子导电性和 Li+ 扩散动力学方面发挥了不可或缺的作用。实验研究和密度泛函理论计算表明，磷掺杂可以扩大晶面间距并改变 NiMoO₄ 纳米棒的电子结构。同时，引入的磷掺杂剂可以在NiMoO₄表面产生一些氧空位，可以加速Li+扩散动力学，为储锂提供更多的活性位点。作为例外，P-NiMoO₄ 电极具有高比容量，出色的循环耐久性，以及锂离子电池 (LIB) 令人印象深刻的倍率性能。这项工作可以提供一种潜在的策略来提高过渡金属氧化物的本征电导率作为 LIB 的高性能阳极。

Luchao Yue, et al, Improving the intrinsic electronic conductivity of NiMoO₄ anodes by phosphorous doping for high lithium storage, Nano Res. 2022, 15(1): 186–194

DOI: 10.1007/s12274-021-3455-3

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3455-3

8.Nano Research：通过协同夹层和孔结构工程实现快速稳定的储钾

碳基材料被认为是钾离子电池（PIB）最有前途的电极材料之一。然而，基于报道的多孔碳电极的电池性能仍然不能令人满意，而深度钾离子存储机制仍然相对模糊。在此，哈工大（深圳）Deping Li，Lijie Ci提出了一种简便的“原位自模板鼓泡”方法来合成具有不同金属离子的层间调谐分级多孔碳，具有优异的钾离子存储性能，尤其是高可逆容量、优异的倍率性能和超长高倍率循环稳定性。理论模拟揭示了层间距离与钾离子扩散动力学之间的相关性。在实验上，故意设计的连续循环伏安法 (CV) 测量、非原位拉曼测试、恒电流间歇滴定技术 (GITT) 方法通过解开层间和孔结构工程的协同效应来破译优异倍率性能的起源。考虑到简单的制备策略、优越的电化学性能和深刻的机理研究，这项工作可能会加深对碳基 PIB 和相关储能设备（如钠离子电池、铝离子电池、电化学电容器和双离子电池）的基本理解.

Deping Li, et al, Fast and stable K-ion storage enabled by synergistic interlayer and pore-structure engineering, Nano Res. 2021, 14(12): 4502–4511

DOI: 10.1007/s12274-021-3324-0  

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3324-0

9.Nano Research：离子扩散诱导的双层掺杂向稳定高效的钙钛矿太阳能电池

钙钛矿层、电子传输层 (ETL) 及其界面与载流子传输和提取密切相关，对电流密度具有显着影响。因此，功能层不尽如人意的电性能对最大化钙钛矿太阳能电池（PSC）电流密度的热力学势提出了严峻挑战。在此，重庆大学Zhigang Zang，Jiangzhao Chen报告了一种用于高效稳定 PSC 的离子扩散诱导双层掺杂策略，其中将 LiOH 直接添加到 SnO₂ 胶体分散溶液中。发现少量的Li⁺离子留在ETL和掺杂的SnO₂中，而大量的Li⁺离子扩散到SnO₂/钙钛矿界面并进入钙钛矿层，梯度浓度分布自发形成。Li⁺ 离子掺杂赋予钙钛矿和 SnO₂ 层改善的电性能，这有助于促进载流子传输和提取。此外，钙钛矿薄膜的结晶度和晶粒尺寸在掺杂后得到增强。与控制设备 (PCE = 19.26%) 相比，掺杂设备提供了 21.31% 的更高功率转换效率 (PCE)，同时改善了环境稳定性。

Zhuang, Q., Wang, H., Zhang, C. et al. Ion diffusion-induced double layer doping toward stable and efficient perovskite solar cells. Nano Res. 15, 5114–5122 (2022).

DOI：10.1007/s12274-022-4135-7

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-4135-7

10.Nano Research综述：钾离子电池负极材料的最新进展

钾离子电池 (PIB) 是传统锂离子电池 (LIB) 的有吸引力的替代品，因为它们具有宽电位窗口、电解质中的快速离子电导率以及较低的成本。然而，PIBs 存在电极材料中缓慢的 K+ 反应动力学、电活性材料的大体积膨胀以及不稳定的固体电解质界面等问题。已经提出了各种策略，特别是在电极设计方面，以解决这些问题。在这篇综述中，南京大学金钟教授，上海交通大学Qi Kang，香港理工大学Junxiong Wu系统地讨论了 PIB 先进负极材料的最新进展，从设计原则、纳米级制造和工程到结构-性能关系。最后，介绍了 PIB 向实际应用发展的剩余局限性、潜在解决方案和可能的研究方向。这篇综述将为 PIB 的实验室开发和实际应用提供新的见解。

Lianbo Ma, et al, Recent advances in anode materials for potassium-ion batteries: A review, Nano Res. (2022).

DOI: 10.1007/s12274-021-3439-3

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3439-3

11.Nano Research：原子Ti掺杂对锂离子充电电池高压高镍层状氧化物正极的稳定作用

高压高镍锂层状氧化物正极以其高输出容量满足日益增长的进一步提高可充电锂离子电池（LIBs）能量密度的需求，显示出巨大的应用前景。在这里，清华大学Zechao  Zhuang，吉林师范大学Wanqiang Liu，Limin Chang将2 mol% Ti 原子作为改性材料掺杂到 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂ (NCM) 中以改造 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.18Ti_0.02O₂ (NCM-Ti) 并解决长期存在的固有问题。在 4.5 V 的高截止电压下，NCM-Ti 在 150 次循环后提供更高的容量保持率（91.8% 对 82.9%），并且在高倍率下具有出色的倍率容量电流密度比原始 NCM 高 10 C。所设计的以石墨为负极、NCM-Ti为正极的高压全电池也表现出高能量密度和优异的电化学性能。优异的电化学行为可归因于强Ti-O键和没有未成对电子，从而提高了整体结构和电极-电解质界面的稳定性。原位 X 射线衍射分析表明，Ti 掺杂抑制了不需要的 H2-H3 相变，最大限度地减少了机械退化。非原位 TEM 和 X 射线光电子能谱表明，Ti 掺杂抑制了界面氧的释放，减少了不需要的界面反应。

Cheng, Y., Sun, Y., Chu, C. et al. Stabilizing effects of atomic Ti doping on high-voltage high-nickel layered oxide cathode for lithium-ion rechargeable batteries. Nano Res. 15, 4091–4099 (2022).

DOI：10.1007/s12274-021-4035-2

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-4035-2

12.Nano Research综述：钙钛矿太阳能电池界面工程的最新进展

卤化铅钙钛矿太阳能电池（PSC）在过去十年中得到了快速发展。由于其出色的功率转换效率和坚固且低成本的制造，钙钛矿迅速成为下一代光伏技术最有前途的候选者之一。随着 PSC 的发展，界面工程在最大化器件性能和长期稳定性方面发挥着越来越重要的作用，因为 PSC 中的界面与缺陷管理、载流子动力学和表面钝化密切相关。新南威尔士大学Xiaojing Hao，西南石油大学Meng Zhang，Yuelong Huang重点介绍了钙钛矿活性层和电荷传输层之间的界面修饰，以及界面工程策略驱动的高效稳定 PSC 的最新进展。讨论了界面工程在缺陷钝化、抑制离子迁移、能带排列优化和形态控制方面的贡献作用。最后，基于最新进展和进展，提出了未来PSCs界面工程研究的策略和机遇，以促进钙钛矿光伏技术的发展。

Wenjing Yu, et al, Recent advances on interface engineering of perovskite solar cells, Nano Res. 2022

DOI: 10.1007/s12274-021-3488-7

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3488-7

13.Nano Research：用于 MgH2 可逆储氢的分级多孔 TiNb2O7 纳米球衍生的高活性多价多元素催化剂

将 MgH₂ 用作储氢介质的关键限制包括高 H₂ 解吸温度和缓慢的反应动力学。浙江大学刘永锋教授合成了由 20-50 nm 纳米球构成的微米级分级多孔 TiNb₂O₇ 球体，其在作为前体的 MgH₂ 中显示出稳定的催化储氢活性。在 MgH₂ 中添加 7 wt.% TiNb₂O₇ 可将脱氢起始温度从 300 °C 降低至 177 °C。在 250 °C 下，约 5.5 wt.% H2 在 10 分钟内迅速释放。即使在室温下 50 bar 氢气下也检测到氢气吸收；在 150 °C 下 3 分钟内吸收 4.5 wt.% H₂，表现出优异的低温加氢性能。此外，从第二个循环开始观察到几乎恒定的容量，证明了稳定的可循环性。在球磨和初始脱/氢过程中，TiNb₂O₇ 中的高价 Ti 和 Nb 被还原为低价物种甚至零价金属，原位形成多价多元素催化环境。通过密度泛函理论 (DFT) 计算，Nb 和 Ti 的混合氧化物具有很强的协同效应，这大大削弱了 Mg-H 键，导致 MgH₂ 储氢反应的动力学势垒大幅降低。

Lingchao Zhang, et al, Highly active multivalent multielement catalysts derived from hierarchical porous TiNb₂O₇ nanospheres for the reversible hydrogen storage of MgH₂, Nano Res. 2021, 14(1): 148–156

DOI: 10.1007/s12274-020-3058-4

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-020-3058-4

14.Nano Research：用于平面钙钛矿太阳能电池掩埋界面双边协同钝化的仿生分子设计

具有非暴露特征的掩埋界面中陷阱介导的能量损失构成了实现高性能钙钛矿太阳能电池（PSC）的严峻挑战之一。受贻贝粘附机制的启发，郑州大学Yiqiang Zhang合成了三种具有功能性路易斯碱基的儿茶酚衍生物，即3,4-二羟基苯丙氨酸（DOPA）、3,4-二羟基苯乙胺（DA）和3-（3,4-二羟基苯基）丙酸（ DPPA)，是经过战略设计的。这些分子作为界面连接剂被结合到钙钛矿和SnO₂表面之间的掩埋界面中，实现双边协同钝化效果。交联可以产生与配位不足的 Pb²⁺ 和 Sn⁴⁺ 缺陷的二次键合。用 DOPA 处理的 PSC 表现出最佳性能和操作稳定性。在 DOPA 钝化后，平面 PSC 的稳定功率转换效率 (PCE) 为 21.5%。经过 55 天的室温储存，含有 DOPA 交联剂的未封装器件在相对湿度约为 15% 的空气中仍可保持其初始性能的 85%。

Bin Wang, et al, Bioinspired molecules design for bilateral synergistic passivation in buried interfaces of planar perovskite solar cells, Nano Res. 2022, 15(2): 1069–1078

DOI: 10.1007/s12274-021-3600-z

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3600-z

15.Nano Research：N, P共掺杂石墨烯支撑少层MoS2作为钾离子存储的长寿命和高倍率阳极材料

层状结构的 MoS₂ 被认为是一种很有前途的钾离子电池负极材料。在此，山东大学Jian Yang，烟台大学Yanli Zhou通过简单的两步合成成功制备了 N，P 共掺杂还原氧化石墨烯（MoS₂/N，P-rGO）上的 MoS₂ 纳米片，其中少层的 MoS₂ 纳米片化学键合到 N，P 的表面-rGO。作为负极材料，MoS₂/N，P-rGO 表现出高比容量，出色的倍率性能，以及出色的循环寿命，远优于 MoS₂ 和 MoS₂/rGO。这些先进的性能优于迄今为止报道的大多数钾离子电池阳极材料。同时，通过原位和非原位表征揭示了 MoS₂/N、P-rGO 的储钾反应。动力学分析证实，MoS₂/N、P-rGO 的 K 存储以赝电容为主。

Guangyao Ma, et al, N, P-codoped graphene supported few-layered MoS₂ as a long-life and high-rate anode materials for potassium-ion storage, Nano Res. 2021, 14(10): 3523–3530

DOI: 10.1007/s12274-021-3606-6

https://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-021-3606-6

16.Nano Research综述：发光过渡金属硫化物:高效抗菌剂的新选择

在全球范围内，每年有数百万人死于微生物感染相关疾病。更可怕的情况是，由于抗生素的过度使用，尤其是在发展中国家，人们正在与细菌变异作斗争。除非配备新型杀菌武器，否则超级细菌的出现将是未来难以处理的环境和健康危害。因此，开发可行的抗菌方法以维持人类社会的繁荣发展至关重要。最近的研究表明，过渡金属硫化物 (TMSs) 具有优异的抗菌性能、可接受的生物相容性、高太阳能利用效率和优异的光热转换特性，因此具有突出的杀菌应用潜力，因此，对近年来的综合综述这方面的进展将有利于未来的发展。在这篇综述文章中，山东大学Fenglong Wang，Yanyan Jiang，济南口腔医院Yixin Yin从TMSs的抗菌机制入手，提供一个初步的认识。此后，系统地调查和总结了 TMSs 材料工程策略的最新研究进展，以提高其抗菌性能，然后总结了基于 TMSs 的抗菌平台的实际应用场景。最后，在深入调查和分析的基础上，我们强调了该领域面临的挑战和未来发展趋势。

Han, H., Yang, J., Li, X. et al. Shining light on transition metal sulfides: New choices as highly efficient antibacterial agents. Nano Res. 14, 2512–2534 (2021).

DOI：10.1007/s12274-021-3293-3

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