1. Chem. Rev.：离子液体的粘度：理论与模型

与传统溶剂相比，离子液体具有独特的特性，因此其具有广泛的应用前景。离子液体的进一步开发和应用需要关联/预测其压力-粘度-温度性质。近日，中国石油大学Xu Chunming、Liu Zhichang、Hu Yufeng对离子液体粘度中的理论与模型进行了综述研究。

本文要点：

1) 作者首先介绍了粘度模型热力学输入的计算方法。接下来，作者将介绍各种与活度系数模型相结合的理论和半经验模型，以及纯离子液体和离子液体相关混合物粘度的经验模型。然后，作者提出了与离子液体相关混合物粘度的简单预测方程，并系统比较了上述理论和模型的性能。

2) 作者还介绍了为获得所需离子液体和离子液体相关混合物粘度理论和模型仍需做的工作。该综述从纯离子液体到与离子液体相关的混合物，旨在总结和定量讨论离子液体和与离子液体有关混合物粘度的理论和模型的最新进展。    

Na Gao, et al. Viscosity of Ionic Liquids: Theories and Models. Chem. Rev. 2023

DOI: 10.1021/acs.chemrev.3c00339

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3c00339

2. JACS：Fe₃O₄@TiO₂光催化硝基芳烃选择性还原  

该功能驱动硝基化合物加氢是对有机胺官能团化的重要方法，但是如何发展为一种实用性的途径仍具有非常大的挑战。光催化还原硝基化合物需要人们发展高催化活性的非贵金属光催化剂和高效率的催化体系。有鉴于此，中国科学技术大学熊宇杰、龚万兵、格里菲斯大学赵惠军等通过溶胶-凝胶-热解法合成高效的Fe₃O₄@TiO₂光催化剂，这种光催化剂在光热还原硝基化合物的反应中表现优异的性能，选择性达到>90 %，这种选择性比大多数异相光催化剂更好。    

本文要点：

1）首次通过实验和理论计算结果说明Fe₃O₄是光催化活性晶相，而且Fe₃O₄和TiO₂之间的强相互作用通过光热效应和更高的反应物和肼的吸附,有助于提升光催化剂的性能。

2）Fe₃O₄@TiO₂光催化剂能够完全的将一系列卤硝基芳烃和药物活性中间体分子转化为有机胺，不仅表现优异的选择性，而且能够放大量光催化。这项工作为有助于设计新型非贵金属光热催化剂。

Jun Ma, et al, Highly Efficient Iron-Based Catalyst for Light-Driven Selective Hydrogenation of Nitroarenes, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c11610

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c11610                    

3. JACS：定制 COF：通过聚吡咯层间编织将非导电 2D 分层 COF 转变为导电准 3D 架构

提高共价有机框架（COF）的电子传导性和结构稳健性至关重要。在这里，印度科学教育与研究学院Ramanathan Vaidhyanathan将2D COF与聚吡咯(Ppy)链共价交联，形成准3D COF。

本文要点：    

1）3D COF在SAED图案中显示出明确的反射，明显索引到其建模的晶体结构。这种具有共轭聚吡咯单元的2D COF层的编织将电子电导率从10⁻⁹ S m⁻¹提高到10⁻² S m⁻¹。

2）3D COF中费米能级附近的态密度的存在证实了这种电导率的提高，并且相对于母体2D吡咯功能化COF，这将COF的价带最大值提高了0.52 eV。HOMO升高的程度表明主要存在极化子态（自由基阳离子），从而产生强烈的EPR信号，很可能源自交联聚吡咯链。

3）用COF20-Ppy设计的超级电容器记录了377.6 mF cm⁻²的高面积电容，高于负载非共价连接的聚吡咯链的COF的电容。因此，聚吡咯充当跨层的“共轭桥”，降低带隙并提供极化子和额外的传导路径。这标志着将许多2D COF转换为高度有序且导电的3D COF的一种影响深远的方法。

Chitvan Jain, et al, Tailoring COFs: Transforming Nonconducting 2D Layered COF into a Conducting Quasi-3D Architecture via Interlayer Knitting with Polypyrrole, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI：10.1021/jacs.3c09937    

https://doi.org/10.1021/jacs.3c09937

4. JACS：具有高孔隙率的八羧酸盐连接的钠金属有机骨架

具有永久孔隙的碱金属基金属有机框架（MOF）很稀缺，因为它们很容易与水等溶剂配位。然而，这些MOF重量轻，并且在气体吸附相关应用中具有重量优势在这项研究中，深圳职业技术大学Hao Wang成功构建了微孔MOF，命名为HIAM111，通过使用八羧酸盐连接体仅基于钠离子构建。

本文要点：

1）HIAM-111的结构基于8个连接的Na4簇，并表现出具有底层32,42,8-c网络的新颖拓扑。

2）值得注意的是，HAM-111具有坚固且高度多孔的框架，BET表面积为1561m²/g，显着超过之前报道的Na-MOF。

3）进一步的研究表明，HIAM-111能够分离C₂H₂/CO₂并直接从C₂H₄/C₂H₂/C₂H₆中纯化C₂H₄，具有高吸附能力。

目前的工作对合理设计基于碱金属的坚固且多孔的MOF具有重要意义。

Jiafeng Miao, et al, An Octacarboxylate-Linked Sodium Metal−Organic Framework with High Porosity, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c11260

https://doi.org/10.1021/jacs.3c11260

5. JACS：石墨烯和水电解质电润湿过程中双层结构、电容和表面张力的关系

破译碳基材料的电荷存储机制对于开发下一代电化学储能系统至关重要。石墨烯是石墨电极的组成部分，是从基础层面探索此类过程的理想模型。在此，曼彻斯特大学Athanasios A. Papaderakis，Robert A.W. Dryfe，Paola Carbone利用多尺度量子力学-经典分子动力学（QM/MD）方法研究石墨烯/水电解质界面的热力学，以深入了解碱金属离子（Li⁺）浓度对界面张力（γ_SL）的影响带电的石墨烯/电解质界面。

本文要点：

1）研究人员证明γ_SL对所施加的表面电荷的依赖性相对于中性表面表现出不对称行为。在带正电的石墨烯片上，电润湿响应因电解质浓度而放大，从而形成强亲水性表面。相反，在负电位偏压下，γ_SL对电极充电的响应较弱。

2）γ_SL的变化极大地影响了Young−Lippmann方程预测的总面积电容，但对模拟的总面积电容的影响可以忽略不计，这表明EDL结构与表面的润湿性并不直接相关，不同的界面机制驱动着两者现象。

3）研究人员通过研究高取向热解石墨在各种电解质浓度下的电润湿响应，对所提出的模型进行了实验验证。  

研究工作首次提出了利用碳表面进行电润湿的理论和实验相结合的研究，为研究电位偏置下的润湿现象引入了新的概念途径。

Zixuan Wei, et al, Relation between Double Layer Structure, Capacitance, and Surface Tension in Electrowetting of Graphene and Aqueous Electrolytes, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c10814

https://doi.org/10.1021/jacs.3c10814

6. JACS：用于机械触发小分子释放的多机械载体聚合物，具有超高有效负载能力

响应机械力释放小分子的聚合物有望用于多种应用，包括药物输送、催化和传感。虽然已经开发了许多机械载体来释放共价结合的有效负载，但现有的策略要么限于货物范围，要么在更一般的机械载体设计的情况下，仅限于每个聚合物链释放一个或两个货物分子。在此，加州理工学院Maxwell J. Robb介绍了一种基于掩蔽的2-呋喃基甲醇衍生物的非易裂机械力团，该衍生物能够制备具有超高有效负载能力的多机械力团聚合物。    

本文要点：

1）研究人员证明，通过开环复分解聚合制备的聚合物能够在超声诱导的机械化学活化后每个聚合物链释放数百个小分子有效负载。

2）这种不可分裂的掩蔽 2-呋喃基甲醇机械载体克服了与之前的 2-呋喃甲醇机械载体设计相关的货物装载能力的重大挑战，使应用能够受益于更高浓度的交付货物。

Tian Zeng, et al, Multimechanophore Polymers for Mechanically Triggered Small Molecule Release with Ultrahigh Payload Capacity, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c11927

https://doi.org/10.1021/jacs.3c11927

7. JACS：用于可持续电化学生产过氧化氢的杂原子配位钯分子催化剂

目前，过氧化氢(H₂O₂)的制造涉及能源密集型蒽醌技术，需要昂贵的溶剂萃取和多步骤过程，消耗大量能源。在这项工作中，台湾科技大学Meng-Che Tsai，Wei-Nien Su，Bing Joe Hwang通过原位合成方法，涉及富含杂原子的配体和活性炭，在温和的反应条件下合成了Pd−N₄-CO、Pd−S₄−NCO和Pd−N₂O₂−C单原子催化剂。

本文要点：

1）研究人员揭示了钯原子与富含杂原子的配体强烈相互作用，为氧（O2）电化学还原为过氧化氢提供了明确且均匀的活性位点。有趣的是，Pd−N₄−CO电催化剂在基础电解质中通过双电子转移过程将O₂电催化还原为H₂O₂方面表现出优异的性能，在广泛的应用范围内表现出可忽略不计的起始过电势和>95%的选择性潜力。

2）基于对2e⁻ ORR的活性和选择性的电催化剂遵循Pd−N₄−CO>Pd−N₂O₂−C>Pd−S₄−NCO的顺序，与拉推机制一致，即Pd中心与高电负性供体原子（N和O原子）并与中间体*OOH弱配位，以实现H₂O₂的优异选择性和可持续生产。根据密度泛函理论，Pd−N₄是选择性生成H₂O₂的活性位点。

这项工作为设计高性能H₂O₂电合成催化剂以及通过电化学过程合理整合多个活性位点以实现绿色和可持续化学合成提供了一种新兴技术。    

Endalkachew Asefa Moges, et al, Heteroatom-Coordinated Palladium Molecular Catalysts for Sustainable Electrochemical Production of Hydrogen Peroxide, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c09644

https://doi.org/10.1021/jacs.3c09644

8. JACS：使用钌-铜助催化剂系统从硝酸盐电合成氨：全浓度范围研究

通过硝酸盐还原反应（NO3RR）电化学合成氨作为传统哈伯-博世工艺的替代方法已得到深入研究。大多数研究都集中在代表废水中硝酸盐水平的低浓度范围，而没有探索核废料和化肥废料中存在的高浓度范围。使用浓缩电解质（≥1 M）来获得更高的生产率会受到较差的氢转移动力学的阻碍。在此，新加坡国立大学Zhongxin Chen，Kian Ping Loh，香港理工大学Ming Yang证明了Ru/Cu₂O催化剂的共催化系统能够在16 cm²流量电解槽中的1 M硝酸盐电解液中以10.0 A的电流实现NO₃RR，对氨具有100%的法拉第效率。

本文要点：    

1）通过氘标记和原位傅立叶变换红外(FTIR)光谱的详细机理研究使我们能够探测Ru/Cu₂O上的氢转移速率和中间物质。

2）从头算分子动力学(AIMD)模拟表明，Ru纳米颗粒上吸附的氢氧化物增加了Cu₂O表面附近氢键水网络的密度，从而提高了氢转移速率。

工作强调了助催化剂中工程协同相互作用对于解决电合成动力学瓶颈的重要性。

Qikun Hu, et al, Ammonia Electrosynthesis from Nitrate Using a Ruthenium−Copper Cocatalyst System: A Full Concentration Range Study, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c10516

https://doi.org/10.1021/jacs.3c10516

9. AEM：通过热脉冲烧结实现4.6V固态电池的接口焊接

NASICON型Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃（LATP）由于其高离子导电性、高电压稳定性和低成本，是实现高能量密度固态电池（SSBs）的有效固态电解质（SSE）之一。然而，它的实际应用受到与阴极材料界面相容性不足和与锂金属不相容性的限制。近日，加拿大西安大略大学孙学良、北京大学Yang Luyi报道了一种具有成本效益的界面焊接方法，通过利用热脉冲烧结（TPS）来制造基于LATP的固态电池。    

本文要点：

1) 快速热脉冲通过诱导LATP纳米线的选择性生长，并有效占据颗粒间空隙，从而增强LATP SSE的离子导电性。此外，该工艺导致形成包括氧化石墨烯、碳纳米管和MXene的致密层（GCM），该致密层具有可控的Li⁺传输路径，并促进了锂剥离和电镀工艺。

2) 此外，这些热脉冲促进了LATP和阴极材料之间的界面融合，同时避免了不利的相扩散。因此，具有LiCoO₂阴极的SSB在4.6V下具有良好的循环稳定性。

Xiangming Yao, et al. Interface Welding via Thermal Pulse Sintering to Enable 4.6 V Solid-State Batteries. Adv. Energy Mater. 2023    

DOI: 10.1002/aenm.202303422

https://doi.org/10.1002/aenm.202303422

10. Nano Letters：用于金属结构腐蚀防护的耐损伤木质层

机械强度高且耐损伤的腐蚀保护层具有重要的技术意义。然而，高模量（>1.5 GPa）和抗拉强度（>100 MPa）的腐蚀保护层很少见。在这里，马里兰大学胡良兵教授，李腾教授，加州大学圣地亚哥分校Ping Liu报道了一种130 μm厚的致密木单板，其杨氏模量为34.49 GPa，拉伸强度为693 MPa，表现出金属离子的低扩散性和机械损伤的自我恢复能力。

本文要点：

1）采用致密木单板作为中间层，形成机械强度高的防腐结构，称为“木材防腐结构”，或WCPS。

2）在盐雾试验中，采用WCPS保护的低碳钢的腐蚀速率比最先进的腐蚀保护层降低了2个数量级。

这种工程木单板作为一种薄而机械强度高的材料的引入，指明了可持续腐蚀防护设计的新方向。    

Sicen Yu, et al, Damage-Tolerant Wood Layers for Corrosion Protection of Metal Structures, Nano Lett., 2023

DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03856

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c03856

11. ACS Nano：提高单层二元纤维纳米复合膜的能量收集能力，用于多功能可穿戴混合压电和摩擦电纳米发电机和自供电传感器

虽然可穿戴式自供电电子设备已经显示出有希望的改进，但在提高其电输出和结构性能方面仍然存在重大挑战。在这项工作中，福建理工大学An Huang，Xiangfang Peng提出了一种在单层结构的膜中同时进行压电和摩擦电转换的工作机制。

本文要点：

1）研究人员将多壁碳纳米管(CNTs)分别加入聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯腈(PAN)中，通过共电纺法制备了具有两种不同互穿结构的单层二元纤维纳米复合膜(PVDF/CNT_X@PAN/CNT_X，DPCPC_X)。所制得的薄膜具有优异的压电性和摩擦电性的协同效应，并具有很高的机电转换能力。碳纳米管的加入增加了聚偏氟乙烯的β相和PAN平面之字形构象。 

2）结果表明，基于DPCPC_0.5-SBFNMS的压电纳米发电机具有优异的电输出(187 V，8.0 μA，1.52 W m⁻²)，与其他压电纳米发电机相比，保持了极高的输出电压水平。它成功地同时照亮了50个商用发光二极管。DPCPC_0.5-SBFNMS的输出电压分别是PAN或PVDF单纤维膜的5.1倍和4.6倍。此外，DPCPC_0.5SBFNm的峰值电压比共电纺PVDF/CNT_1.0@PAN(DPCP_1.0)和PVDF@PAN/CNT_1.0(DPPC_1.0)分别提高了20V和10V。由DPCPC_0.5-SBFNms制成的压电式传感器可以准确地感知人体从小到大的运动，并在医疗、消防和监测中显示出作为警报的实用价值。在SBFNM压电材料中提出了内生摩擦电性，提高了机电转换能力和电输出能力，从而在自供电可穿戴电子器件中具有广泛的应用潜力。

An Huang, et al, Improved Energy Harvesting Ability of SingleLayer Binary Fiber Nanocomposite Membrane for Multifunctional Wearable Hybrid Piezoelectric and Triboelectric Nanogenerator and Self-Powered Sensors, ACS Nano, 2023    

DOI: 10.1021/acsnano.3c09043

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c09043