1. Chem. Rev.: 用于可持续氢燃料和化学品原料的废弃聚合物的光重整
可再生能源是环境可持续性发展的核心。而在可再生能源中，阳光驱动的燃料合成是一种通过水分解生产氢气等载体的可持续且经济的方法。光催化分解水受到水氧化半反应的限制，从而使其在动力学和能量上都要求很高，并且需要专门的光催化剂。而这些挑战可以通过采用替代的氧化半反应来解决，即光重整可以将废塑料和生物质分解为有价值的有机产品，并且可用于生产H2。近日，美茵茨大学Wolfgang Tremel、巴斯克科学基金会Shahzada Ahmad、法赫德国王石油与矿业大学Muhammad Nawaz Tahir综述研究了用于可持续氢燃料和化学品原料的废弃聚合物的光重整。
本文要点：
1) 作者概述了将废弃聚合物转化为H2燃料和精细化学品的光重整及其潜在机制。从两个互补的角度来看，这一点至关重要：（i）绿色能源收集和（ii）通过将废弃聚合物分解成有价值物品来实现环境可持续性。而光重整可以在没有环境危害的情况下产生H2燃料，而对于光重整过程、机制和关键评估的研究相对很少。
2) 作者通过以下方式来解决这些问题：（i）光重整的概念和具有重要意义的最新知识，（ii）揭示光重整中的概念和挑战，以及（iii）通过使用不同的聚合物废物作为基质来设计具有潜在机制和途径的光催化剂。
Muhammad Ashraf, et al. Photoreforming of Waste Polymers for Sustainable Hydrogen Fuel and Chemicals Feedstock: Waste to Energy. Chem. Rev. 2023
DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00602
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00602
2. Chem. Soc. Rev.: 双核金属协同催化能量转换
与具有单核金属位点的催化剂相比，以双核金属位点为特征的催化剂是更具优势的体系。具有适当空间分离和几何构型催化剂中的双核金属位点可以赋予双核金属协同催化（DMSC）效应，从而提高催化性能，特别是对于涉及多种反应物、中间体和产物的反应。近日，天津理工大学鲁统部综述研究了双核金属协同催化能量转换。
本文要点：
1) 作者总结了均相和非均相双核金属催化剂的设计和合成及其在能量转换反应中的应用研究，包括光/电催化析氢反应（HER）、析氧反应（OER）、氧还原反应（ORR）、CO2还原反应（CO2RR）和N2还原反应（N2RR）。作者重点分析了催化剂结构与催化性能之间的关系，并提出了设计原则。
2) 最后，作者讨论了具有二甲基亚砜效应的双核金属催化剂的设计和制备方面的挑战，并对双核金属催化剂在能量转换中的未来发展提出了展望。本文旨在全面总结双核金属催化剂的合成和能源相关应用的最新研究进展，为设计具有优异性能的能源转化催化剂提供指导。
Di-Chang Zhong, et al. Dinuclear metal synergistic catalysis for energy conversion. Chem. Soc. Rev. 2023
DOI: 10.1039/D2CS00368F
https://doi.org/10.1039/D2CS00368F
3. Chem. Soc. Rev.: 分子晶体的力学性质和特性
在上个世纪，分子晶体主要用作通过X射线衍射确定分子结构的手段，尽管随着本世纪的结束，分子晶体对电场、磁场和光场的响应表明，分子晶体的物理性质与分子本身的多样性一样丰富。近日，纽约大学Panče Naumov、Bart Kahr、沙特阿拉伯健康大学Rabih O. Al-Kaysi、加州大学Christopher Bardeen、明尼苏达大学Changquan Calvin Sun、吉林大学Hongyu Zhang等人综述研究了分子晶体的力学性质和特性。
本文要点：
1) 作者首先概述了将分子晶体与金属和陶瓷等传统材料区分开来的特殊考虑因素。许多分子晶体在某些条件下生长时会发生自身变形。它们是否对内在应力、外力或生长晶体场之间的相互作用做出反应仍然是一个悬而未决的问题。单晶的光反应性一直是有机固态化学的一个主要主题；然而，传统上研究的重点是反应立体和区域特异性。然而，由于光致化学在晶体中各向异性地建立应力，使得所有类型的运动都可以被驱动。
2) 光化学与单晶跳跃、扭曲、断裂、分层、摇摆和滚动反应之间的相关性已经成为一个新的研究领域。而计算晶体学不仅可以对机械响应进行解释，而且还可预测响应本身。这就需要采用基于经典力场的分子动力学模拟、基于密度泛函理论的方法，以及使用机器学习来预测算法。最后，作者综述了机械性质对药物研磨和压片的重要性，该领域仍以小分子晶体组成的活性成分为主。由于缺乏关于分子晶体的强度、硬度、杨氏模量和断裂韧性的数据，因此还需要改进测量技术和概念工具。
Wegood M. Awad, et al. Mechanical properties and peculiarities of molecular crystals. Chem. Soc. Rev 2023
DOI: 10.1039/D2CS00481J
https://doi.org/10.1039/D2CS00481J
4. Nature Photonics：用于提高效率和稳定性的钙钛矿太阳能电池的氢键桥接中间体
提高金属卤化物钙钛矿的本征膜质量对于提高钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和长期稳定性至关重要。鉴于此，来自香港城市大学材料科学与工程系的Alex K.-Y. Jen等人报道了一种多功能、非挥发性添加剂，可用于通过氢键桥接的中间相调节钙钛矿膜生长的动力学。
文章要点：
1) 该研究发现，添加剂能够形成大的钙钛矿晶粒，并能够从膜的底部到表面进行相干晶粒生长，增强的薄膜形态显著减少了非辐射重组，从而将倒置（p–i–n）太阳能电池的功率转换效率提高到24.8%（24.5%经认证），且能量损失低至0.36 eV；
2) 此外，未封装的器件表现出了更好的热稳定性，在充氮手套箱中65±5℃条件下连续加热，T98寿命超过1000 h，该研究开发的这一方法也可以应用于宽带隙钙钛矿和大面积器件，以显示出降低的电压损耗和高效率。
Li, F., Deng, X., Shi, Z. et al. Hydrogen-bond-bridged intermediate for perovskite solar cells with enhanced efficiency and stability. Nat. Photon. (2023).
10.1038/s41566-023-01180-6
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01180-6
5. JACS：Cu纳米孪晶电化学还原CO2制甲烷
电化学还原CO2制备燃料和化学品是一种具有前景的解决碳循环方法。但是目前制备高选择性单一产物的电催化剂仍难以得到。有鉴于此，加州大学洛杉矶分校黄昱、普林斯顿大学Emily A. Carter等报道发展了一种(111)晶面Cu箔电催化剂，这种电催化剂有丰富的孪晶结构，在电催化还原CO2的反应中，当电势为-1.2±0.02 V，实现了优异的CH4法拉第效率（86.1±5.3 %）。
本文要点：
1）理论计算研究发现，Cu孪晶结构显著降低了CO加氢反应决速步骤的能垒，并且能够阻碍竞争性C-C偶联反应，因此实现了优异的CH4选择性。
2）孪晶结构通常比高角度晶界的能量低一个数量级，因此这种孪晶结构催化剂具有很好的稳定性，有助于研究结构敏感的CO2电化学还原反应的机理。
Jin Cai, et al, Highly Selective Electrochemical Reduction of CO2 into Methane on Nanotwinned Cu, J. Am. Chem. Soc. 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c00847
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c00847
6. AM：具有亲水表面的多级有序大孔-介孔电催化剂用于高效氧还原反应
金属-有机框架（MOFs）为制备负载型金属催化剂提供了通用的模板/前体。然而，所提供的催化剂通常表现出微孔的结构以及不合适的润湿性，这将限制液相反应中活性位点的可及性。鉴于此，华南理工大学的李映伟和陈立宇等开发了一种蚀刻功能化策略，用于构建具有独特中空壁和三维有序大孔（H-3DOM）结构的单宁酸功能化MOF。
本文要点：
1）这种功能性的MOF材料可以进一步用作合成负载在具有H-3DOM结构和亲水表面的氧、氮共掺杂碳复合材料上的钴的理想前体。
2）H-3DOM结构可以改善外表面积，以最大限度地暴露活性位点。此外，含氧官能团可以增强表面润湿性，以保证外部活性位点在水性电解质中的电化学接触。
3）得益于这些突出的特性，H-3DOM-Co/ONC在氧还原反应中表现出高的电催化活性，优于没有多级有序结构和表面功能化的材料。
Yao, W., et al, Hierarchically ordered macro-mesoporous electrocatalyst with hydrophilic surface for efficient oxygen reduction reaction. Adv. Mater. Accepted Author Manuscript 2301894.
DOI: 10.1002/adma.202301894
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202301894
7. AM：选择性钾沉积实现抗枝晶负极用于超稳定钾金属电池
不稳定的固体电解质界面（SEI）和钾枝晶的不可控生长一直是限制钾离子电池应用的紧迫问题。鉴于此，湖南大学的鲁兵安和中南大学的周江等设计了一种由铋和氮掺杂的还原氧化石墨烯（Bi80/NrGO）组成的自支撑电极作为钾金属电池的负极主体，通过选择性的钾沉积实现抗枝晶的钾负极。
本文要点：
1）在熔融钾扩散到Bi80/NrGO中后，K@Bi80/NrGO表现出独特的中空孔，提供K+扩散通道和沉积空间来缓冲体积膨胀，从而保持电极结构和SEI稳定性。
2）K@Bi80/NrGO还提供了可促进均匀的K+通量的可控电场、丰富的亲钾N位点和Bi合金化活性位点，共同实现了钾的精确成核和选择性沉积，形成抗枝晶的钾负极。
3）基于K@Bi80/NrGO优化电极组装成的对称电池可以在0.2 mA cm–2的电流密度下维持3000小时以上的稳定循环。基于普鲁士蓝正极和K@Bi80/NrGO负极的全电池表现出高稳定性（在1000 mA g–1下1960次循环中没有降解），库仑效率为99%。
4）这项工作实现了具有精确成核、平滑扩散和枝晶抑制三重属性的负极设计，非常适合开发稳定的钾金属负极及其他金属负极。
Feng, Y., et al, Selective potassium deposition enables dendrite-resistant anodes for ultra-stable potassium metal batteries. Adv. Mater. Accepted Author Manuscript 2300886.
DOI: 10.1002/adma.202300886
https://doi.org/10.1002/adma.202300886
8. Angew：钙钛矿太阳能电池中钨酸盐介导的晶界槽原位钝化
钙钛矿材料具有优越的光电性能，推动了溶液处理太阳能电池的快速发展。钙钛矿型太阳能电池(PSCs)的晶界载流子损耗显著降低了电池的性能，但目前对它的关注有限，缺乏有效的解决方法。在这里，北京大学周欢萍教授首次通过“两步”原位反应方法构建了钨酸盐/钙钛矿异质界面，该方法提供了有效的缺陷钝化，并确保了GBG上有效的载流子动力学。
本文要点：
1）暴露在晶界的钙钛矿通过Pb2+与钨酸盐离子的原位反应转化为宽禁带PbWO4，钝化了由于强离子键而产生的缺陷。此外，基于PbWO4向CaWO4的额外转变，通过异质界面能级修饰进一步抑制了复合损失。
2）基于这种沟槽修饰策略的PSCs在正反向结构中都表现出了良好的通用性，其中n-i-p器件的效率提高了23.25%，p-i-n器件的效率提高了23.33%。在空气中老化~2110 h，器件效率保持在92.5%；在85℃氮气中老化972 h，器件效率保持在93.1%。
Rundong Fan, et al, Tungstate-mediated In-situ Passivation of Grain Boundary Grooves in Perovskite Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202303176
DOI: 10.1002/anie.202303176
https://doi.org/10.1002/anie.202303176
9. AEM: 通过电极上的热扩散效应和氧化还原反应的协同作用实现具有巨大输出功率密度和高能量密度的离子热电发生器
离子水凝胶热电发生器（ITEG）在有效回收低品位废热方面越来越受欢迎，但其输出功率密度和能量密度相对较低。近日，广东省科学院Wei Zeng、广东工业大学Dong Yu Zhu通过电极上的热扩散效应和氧化还原反应的协同作用实现具有巨大输出功率密度和高能量密度的离子热电发生器。
本文要点：
1) 作者通过利用热扩散效应和电极上氧化还原反应的协同策略，实现了一种具有优异热电转换性质的ITEG。作者设计了一种具有温度敏感相变性质的互穿网络结构离子凝胶作为热电材料，其在5K的温度梯度（ΔT）下具有40.60 mV K−1的高热电性能。作者将聚合物氧化还原聚苯胺（PANI）添加到碳织物（CWF）电极上，从而可以提高其储热和输出功率性能。
2) 作者发现PANI@CWF电极有助于实现更大的电流密度输出，即在20 K的ΔT下获得了1小时的高输出能量密度（E1h）（570 J m−2）和11.31 mW m−2 K−2的最大归一化瞬时输出功率密度。
Kaixiang Jiang, et al. An Ionic Thermoelectric Generator with a Giant Output Power Density and High Energy Density Enabled by Synergy of Thermodiffusion Effect and Redox Reaction on Electrodes. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202204357
https://doi.org/10.1002/aenm.202204357
10. AEM: CuIr纳米粒子用于CO2电化学还原为t-BuOH
CO2还原反应（CO2RR）是生产具有经济和科学价值的多碳（如C4）化学品的有效途径。然而，到目前为止，这种工艺很少被报道，并且通常生产率较低（j≤0.097 mA cm−2），法拉第效率（FE）≤1%。这在很大程度上是由于缺乏用于C4合成的有效电催化剂。近日，高丽大学 Woong Kim将CuIr纳米粒子用于CO2电化学还原为t-BuOH。
本文要点：
1) CuxIr1–x合金纳米颗粒（NP）可以将CO2转化为（CH3）3COH（t-BuOH），并且在14.8%的FE条件下，其jpartial为0.207 mA cm–2。此外，作者基于密度泛函理论（DFT）计算提出了C4形成的机制。
2) 研究结果表明，Cu和Ir之间的强电子相互作用以及富含Ir的表面的高亲氧性促进了C4的产生，从而增强了与氧结合中间体的结合强度。该工作证明了Ir基合金用于CO2RR的潜力，并强调了C4化学品的生产超出了目前可用的C1–C3产品。
Myeong-Geun Kim, et al. CuIr Nanoparticles for Electrochemical Reduction of CO2 to t-BuOH. Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202300749
https://doi.org/10.1002/aenm.202300749
11. AFM：开发水性锌离子电池正极材料的挑战与实践前景
包括太阳能和风能在内的间歇性可再生能源的增长引发了人们对电能存储的兴趣。与可再生资源整合的电网规模储能在能源调节和电网安全方面具有显著的优势。由于环境友好的水基电解液、锌负极的高理论容量和巨大的全球锌储量，水性锌离子电池（AZIB）已成为一种极具吸引力的储电选择。然而，由于正极材料的缺陷，AZIBs在电网规模上的应用受到限制。鉴于此，澳大利亚阿德莱德大学郭再萍和Shilin Zhang等对最新正极材料的特征和存储机制进行了全面总结。
本文要点：
1）对最新正极材料的特点和储存机制进行了全面总结。批判性地回顾了正极材料的基本问题和相应的深入原因。
2）评估了实际的挑战，评价了它们对商业和工业的转化，并系统地总结和讨论了最近的工作中报道的潜在解决方案。
3）为AZIBs的商业化制定了与正极材料相匹配的锌负极和电解液的必要设计策略。
4）最后，以推进未来AZIBs发展的实际前景为视角进行了总结，将对电网规模的AZIBs的设计和应用提供指导。
Li, G., et al, Developing Cathode Materials for Aqueous Zinc Ion Batteries: Challenges and Practical Prospects. Adv. Funct. Mater. 2023, 2301291.
DOI: 10.1002/adfm.202301291
https://doi.org/10.1002/adfm.202301291
12. Biomaterials：Pt纳米酶桥接的共价有机骨架-适配体纳米平台用于肿瘤靶向的自增强光催化治疗
共价有机骨架(COFs)是一种重要的纳米医学平台。然而，由于缺乏有效的COF修饰策略，因此如何开发多功能COF纳米平台仍具有很大的挑战性。山东师范大学唐波教授和李娜教授构建了一种用于COF功能化的纳米酶桥接(NZB)策略。
本文要点：
1）实验将作为类过氧化氢酶的铂纳米粒子(Pt NPs)原位生长在COF NPs表面，而不降低COF的载药能力(CP)，并通过稳定的Pt-S键将巯基端核酸适体进一步密集修饰在CP NPs上(CPA)。研究发现，Pt纳米酶工程和适体功能化能够该纳米平台具有优异的光热转换、肿瘤靶向和类过氧化氢酶催化等性能。
2）实验以临床批准的光敏剂吲哚菁绿(ICG)为模型药物，制备了一种用于肿瘤靶向自强化治疗的纳米系统(ICPA)。实验结果表明，ICPA不仅能够分解过表达的H2O2以产生O2，也能有效地积聚到肿瘤组织中，进而缓解乏氧微环境。在单波长近红外光照射下，ICPA的类过氧化氢酶催化和单线态产氧活性会得到显著增强，进而对恶性细胞和荷瘤小鼠产生良好的光催化治疗效果，且具有自增强的治疗作用。
Peng Gao. et al. Pt nanozyme-bridged covalent organic framework-aptamer nanoplatform for tumor targeted self-strengthening photocatalytic therapy. Biomaterials. 2023
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961223001175
