1. Nature Commun.：相工程硫化锡用于酸性CO2电解制甲酸具有工业级电流
酸性CO2到HCOOH电解代表了增值CO2转化的可持续途径。然而，酸中的竞争性析氢反应(HER)仍然是选择性CO2至HCOOH生产的巨大挑战，尤其是在工业级电流密度下。通过抑制HER和调整CO2还原中间体，主族金属硫化物衍生的S掺杂金属已证明在碱性和中性介质中增强了CO2到HCOOH的选择性。然而，在酸性介质中，在工业级HCOOH生产的大还原电位下稳定这些衍生的硫掺杂剂在金属表面仍然具有挑战性。近日，阿德莱德大学乔世璋教授通过SnS预催化剂的相工程(π-SnS)在工业电流密度下实现了酸性CO2到HCOOH的生产（pH=3）。
本文要点：
1）与α-SnS的常规相相比，π-SnS具有更强的金属-S结合强度，导致在大CO2RR电流密度下更高的S残留，这已通过理论模拟和原位表征得到证实。
2）Sn地下的高S含量调节*OCHO覆盖率并促进工业电流密度下CO2到HCOOH的生产。密度泛函理论(DFT)计算表明，S掺杂的Sn比纯金属Sn具有更强的*OCHO吸附和更弱的*H吸附，导致在高电流密度下高覆盖CO2-to-HCOOH中间体以选择性生产HCOOH。
3）因此，π-SnS衍生催化剂对HCOOH的最大FE为92.15%，部分HCOOH电流密度为-730 mA cm-2，酸性介质中单程CO2利用率为36.43%。
研究为用于高附加值商品化学品生产的相工程电催化剂提供了新的见解。
Shen, H., Jin, H., Li, H. et al. Acidic CO2-to-HCOOH electrolysis with industrial-level current on phase engineered tin sulfide. Nat Commun 14, 2843 (2023).
DOI：10.1038/s41467-023-38497-3
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38497-3
2. Nature Commun.：纳米限域类芬顿催化剂通过非自由基途径实现水净化
通过制定有效和可持续的解决方案来减少水污染迫在眉睫。非均相类芬顿催化剂经常用于消除水中的污染物。然而，由于反应物种（RS）的低可用性，这些催化剂的适用性受到限制。鉴于此，同济大学张亚雷教授、陈家斌等采用了纳米封装策略，将短寿命的RS封装在纳米尺度上，以提高RS在类芬顿反应中的利用效率。
本文要点：
1）通过将Co3O4纳米颗粒组装在碳纳米管的纳米通道中，制造出了纳米限域催化剂，以实现优异的反应速率和出色的选择性。
2）实验表明，污染物的降解归因于单线态氧（1O2）。密度函数理论计算表明，纳米限域空间有助于量子突变，并改变了过渡态以降低活化能垒。仿真结果显示，催化剂上污染物的富集减少了迁移距离，提高了1O2的利用率。
3）壳层和核壳结构之间的协同作用进一步提高了1O2在实际水域中对污染物氧化的选择性。这种纳米封闭催化剂有望为水污染控制提供一种可行的策略。
Liu, T., Xiao, S., Li, N. et al. Water decontamination via nonradical process by nanoconfined Fenton-like catalysts. Nat Commun 14, 2881 (2023).
DOI：https://doi.org/10.1038/s41467-023-38677-1
https://doi.org/10.1038/s41467-023-38677-1
3. Chem: 从弛豫时间分布的角度揭示锂氧电池的充电过程
锂氧电池充电的特点是过电位大，库仑效率低。需要更好地理解充电机制，以克服这些挑战。近日，南京工业大学陈宇辉、香港科技大学Francesco Ciucci从弛豫时间分布的角度揭示了锂氧电池的充电过程
本文要点：
1) 充电涉及多种反应和过程，其具体时间尺度很难确定。而电化学阻抗谱（EIS）适用于这项任务，但其解释并不明确。作者将弛豫时间（DRT）分布与电容时间（DCT）分布相结合，通过EIS来确定锂氧电池充电的时间尺度。并将现场差示电化学质谱（DEMS）用于验证阻抗结果。
2) 结果表明，过电位主要是由于Li2O2在充电初始和最终阶段电荷转移电阻的存在，而在充电中期，Li2CO3钝化成为主要原因。此外，中间充电特别关键，因为Li2CO3分解会导致电解质降解和副产物堵塞孔隙，从而抑制复合电极中的扩散过程。
Juan Chen, et al. Charging processes in lithium-oxygen batteries unraveled through the lens of the distribution of relaxation times. Chem 2023
DOI: 10.1016/j.chempr.2023.04.022
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.04.022
4. Chem: 通过调节静电相互作用对高效聚噻吩基全聚合物太阳能电池的形态控制
聚噻吩是有机太阳能电池的有效供体之一，其具有简单的化学结构，因此其生产成本较低。然而，它们的光伏性能远远落后于供体-受体型聚合物，尤其是当与聚合物受体共混时，形态控制是一个巨大的挑战。在这里，中国科学院侯剑辉、Yao Huifeng系统地研究了聚噻吩-聚合物-受体（PY-IT）组合中的分子间相互作用，并建立了化学结构与共混物相容性之间的合理关系。
本文要点：
1)结果表明，静电力在决定供体-受体分子间相互作用能方面起着关键作用。在P3HT的主链中引入吸电子官能团可以增加静电电势（ESP）并抑制与PY-IT的分子间相互作用。
2) 由于适当的混溶性和提高的畴纯度，相应的聚合物PDCBT具有15.3%的高功率转换效率（PCE），这是聚噻吩基全聚合物太阳能电池（所有PSC）中的最高值，这对推进其实际应用至关重要。
Lijiao Ma, et al. Morphology control by tuning electrostatic interactions for efficient polythiophene-based all-polymer solar cells. Chem 2023
DOI: 10.1016/j.chempr.2023.04.021
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2023.04.021
5. Angew：合成三明治AgCu纳米簇及其光热效应
目前金属簇受到人们的广泛研究和关注，但是金属簇材料与碳基材料或者金属纳米材料有显著区别。因为需要暴露较多比例金属原子，金属簇材料很少能够呈现片层结构，尤其是Ag或Cu纳米簇。有鉴于此，中科院合肥物质科学研究院固体物理研究所伍志鲲等通过糠基硫醇配体（furfuryl mercaptan）和合金策略，合成一种结构新颖的三明治AgCu纳米簇片，直径~0.9 nm，厚度~0.25 nm。
本文要点：
1）制备的片状结构金属纳米簇材料以Ag原子中心，两个平面Ag10五角星旋转36°后能够形成镜面对称结构。
2）Ag10及其延展结构具有未曾报道的黄金比例结构，内五元环和中心Ag原子形成类似二茂铁的结构。这种核结构导致激发电子主要发生径向跃迁，通过时间分辨DFT理论计算验证，在612 nm产生显著吸收，并且纳米簇的光热转换效率达到67.6 %。
Liang Fang, et al, Sandwich-Kernelled AgCu Nanoclusters with Golden Ratio Geometry and Promising Photothermal Efficiency, Angew. Chem. Int. Ed. 2023
DOI: 10.1002/anie.202305604
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202305604
6. Angew：聚酯无溶剂多相催化加氢制二醇
通过化学回收和升级回收利用储存在塑料聚合物中的碳资源是减少塑料废物的一种很有前途的方法。然而，大多数当前的升级回收方法对特定有价值的产品的选择性有限，尤其是在尝试完全转化塑料时。近日，北京大学马丁教授，Meng Wang提出了一种利用锌改性铜催化剂将聚乳酸 (PLA) 转化为 1,2-丙二醇的高选择性反应路线。
本文要点：
1）该反应表现出优异的反应活性 (0.65 g/(gcat·h)) 和对 1,2-丙二醇的选择性 (99.5%)，最重要的是，可以在无溶剂模式下进行。
2）值得注意的是，整个无溶剂反应是一种原子经济反应，反应物（PLA 和 H2）中的所有原子都固定在最终产物（1,2 丙二醇）中，无需分离过程。
该方法提供了一种创新且经济可行的解决方案，用于升级聚酯以在温和条件下以最佳原子利用率生产高纯度产品。
Rongli Mi, et al, Solvent-Free Heterogeneous Catalytic Hydrogenation of Polyesters to Diols, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202304219
https://doi.org/10.1002/anie.202304219
7. Angew：双重束缚的两性离子NIR-I和NIR-II七甲川菁染料用于生物偶联和荧光成像
七甲川菁染料能够用于近红外(NIR)窗口的深层组织荧光成像。基准染料ZW800-1的小分子偶联物已在人体中进行了实验。然而，ZW800-1偶联物的长期成像性能仍会受到不稳定性等问题的影响，其主要原因在于化学不稳定的C4 '-O-芳基连接物容易被生物亲核试剂所切割。有鉴于此，美国圣母大学Bradley D. Smith设计了一种模块化的合成方法，并将其用于制备新型双重束缚的两性离子七甲川菁染料（包括ZW800-1的结构类似物），以大大提高染料的稳定性。
本文要点：
1）研究方向，这些双重束缚的NIR-I和NIR-II染料可以被偶联到蛋白质（包括单克隆抗体）上，并且不会引起荧光团降解或染料在蛋白质表面的堆积。
2）实验结果表明，制备的荧光抗体偶联物能够在异种移植小鼠肿瘤模型中表现出良好的肿瘤靶向特异性。综上所述，该研究设计的双重束缚分子具有增强的稳定性，能够用于体内近红外荧光成像实验，并具有广阔的转化应用前景。
Dong-Hao Li. et al. Doubly Strapped Zwitterionic NIR-I and NIR-II Heptamethine Cyanine Dyes for Bioconjugation and Fluorescence Imaging. Angewandte Chemie International Edition. 2023
DOI: 10.1002/anie.202305062
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202305062
8. AM：两亲性纠缠网络设计可实现超坚韧水凝胶
水凝胶在生物医学、可穿戴电子和软机器人领域发挥着重要作用，但其机械性能往往不尽如人意。新加坡国立大学Chaobin He通过引入疏水聚合物作为增强材料，展示了一种新型水凝胶增韧策略。
本文要点：
1）半结晶疏水聚合物链通过熵驱动的混溶性“编织”成亲水网络。原位形成的亚微米微晶使网络变硬，而疏水性聚合物和亲水性网络之间的缠结使其在失效前可发生较大变形。
2）水凝胶在6–10的高溶胀比下是坚硬、坚韧和耐用的，并且机械性能是可调的。同时，水凝胶还可以有效地包裹疏水分子和亲水分子。
Xunan Hou, et al. An Amphiphilic Entangled Network Design Towards Ultratough Hydrogels. Advanced Materials. 2023
DOI：10.1002/adma.202301532
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202301532
9. AEM：亚胺化聚苯胺@rGO-CNT 阴极和阳极界面工程用于稳健且高倍率的全锂-硫电池
目前，锂硫电池(LSB)存在严重的多硫化物穿梭、硫磺正极氧化还原动力学缓慢、锂负极枝晶生长不可逆等问题。为了解决这些问题，广东工业大学Hao Chen，格里菲斯大学张山青教授， Chao Xing ，扬州大学Pan Xue提出了一种正负极双界面工程策略。
本文要点：
1）在正极方面，亚胺化聚苯胺(iPANI)被用来实现能量工程，以诱导中等能级的多硫化物的吸附，并催化硫物种的氧化还原转化，并通过iPANI在还原的氧化石墨烯(RGO)和碳纳米管(CNTs)集成的支架上的自组装实现形态工程，即iPANI@rGO-CNTs。
2）对于负极，iPANI@rGO-CNTs复合材料的高导电性和亲锂性质以及多孔纳米结构有助于锂离子的均匀沉积，显著防止锂枝晶的生长。
3）密度泛函理论计算表明，IPANI中激发态的模拟官能团能够显著抑制穿梭效应，催化硫物种的转化，提高硫物种在硫正极上的转化。
4）在iPANI@rGO-CNTs纳米反应器的协同作用下，所制备的LSB具有出色的倍率能力和出色的循环寿命。
这种iPANI@rGO-CNTs纳米复合材料的大规模生产和应用可能最终导致LSB的商业化。
Meng Li, et al, Interfacial Engineering on Cathode and Anode with Iminated Polyaniline@rGO-CNTs for Robust and High-Rate Full Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2023,
DOI: 10.1002/aenm.202300646
https://doi.org/10.1002/aenm.202300646
10. AEM：具有原位形成界面的低浓度水凝胶聚电解质可实现 2.7 V 水系软包电池
为了最大限度地输出能量，锌水基电池被推到远远超过水电解液热力学稳定性极限的极端电位。要使水电池具有稳定性和动力学可逆性，需要电极/电解液界面上的中间相。尽管低浓度水凝胶被认为是很有前途的聚电解质，但水凝胶/电极界面上的界面相的缺乏严重阻碍了水电池在极端电位下工作。近日，浙江大学高超教授开发了一种引发剂体系作为交联剂，使水凝胶聚电解质在25℃、黑暗条件下原位自发形成中间相。
本文要点：
1）这使得水凝胶聚电解质的电化学稳定窗口展宽到3.5V以上，并且该引发体系使所设计的水凝胶成为单离子导体，将离子电导率提高到≈280ms cm−1。
2）这种水凝胶推动Zn//LiMn2O4电池在0.2V到2.7V的电压窗口中稳定运行，并提供高能量密度(例如，471 WH kgLiMn2O4−1，2.2 mgLiMn2O4 cm−2；203 WH kgLiMn2O4−1，7.1 mgLiMn2O4 cm−2)和优异的倍率性能(例如，0.11 C时为410 mAh g−1，57 C时为50 mAh g−1，2.2 mgLiMn2O4 cm−2；0.7 C时为175 mAh g−1，7.5 C时为70 mAh g−1，7.1mgLiMn2O4 cm−2)。
Tianfeng Qin, et al, Low-Concentration Hydrogel Polyelectrolyte with In Situ Formed Interphases Enables 2.7 V Aqueous Pouch Cell, Adv. Energy Mater. 2023,
DOI: 10.1002/aenm.202300733
https://doi.org/10.1002/aenm.202300733
11. Nano Letters：无氟/酸策略可规模化制备二维MXenes用于钠离子电池
MXenes是一种新兴的2D材料，由于其独特的物理化学性质而备受关注。然而，MXenes的高成本和对环境有害的合成工艺阻碍了其广泛应用。山东大学冯金奎提出了一种无氟无酸物理真空蒸馏策略，可直接合成一系列MXenes。
本文要点：
1）通过将低沸点元素引入MAX中，然后通过物理真空蒸馏蒸发a元素，制备不含氟的MXenes（Ti3C2Tx、Nb2CTx、Nb4C3Tx、Ta2CTx，Ti2NTx、Ti3CNTx等）。这是一个绿色的一步工艺，不涉及任何酸/碱，所有反应都在真空管炉内进行，避免了对外部环境的任何污染。
2）此外，控制合成温度可调节MXenes的层状结构和比表面积。因此，合成的Ti3C2Tx MXene表现出了改善的钠存储性能。
Yongling An, et al. Fluorine- and Acid-Free Strategy toward Scalable Fabrication of Two-Dimensional MXenes for Sodium-Ion Batteries. Nano Letters. 2023
DOI：10.1021/acs.nanolett.3c01201
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c01201
12. Nano Lett.：气相沉积的二维无机-有机半导体异质结构中的光子上转换现象
通过利用范德华异质结构中原子上突变的、埃级的和可拓扑的界面，可以在这些结构中设计能量传递过程。鉴于此，美国约翰斯·霍普金斯大学Thomas J. Kempa、加拿大多伦多大学Mark W.B. Wilson等制备了由2D WSe2单层组成的异质结构，该单层与二苯并四苯基紫苏乙烯（DBP）掺杂的红荧烯（一种能够三重态融合的有机半导体）界面连接。
本文要点：
1）完全通过气相沉积方法来制造这些异质结构，时间分辨和稳态光致发光测量揭示了红荧烯对WSe2发射的快速亚纳秒猝灭以及客体DBP分子在612 nm（λexc=730 nm）处的荧光，从而提供了光子上转换的明确证据。
2）上转换发射对激发强度的依赖性与三重态聚变机制一致，并且该过程的最大效率（线性状态）发生在低至110 mW/cm2的阈值强度下，这与集成太阳辐照度相当。这项研究强调了利用vdWHs在单层TMDs和有机半导体中利用强束缚激子的先进光电应用的潜力。
Reynolds Dziobek-Garrett, et al. Photon Upconversion in a Vapor Deposited 2D Inorganic–Organic Semiconductor Heterostructure. Nano Letters.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c00380
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c00380
