人们发现Cu催化位点在许多反应中表现优异的催化活性和选择性，但是Cu催化剂在高温还原环境下发生烧结导致催化剂不可逆的结构变化和催化剂失活仍然是个非常大的挑战，并且导致Cu催化剂难以大规模应用。有鉴于此，西北太平洋国家实验室Mal-Soon Lee、浙江大学李正龙等报道发现修饰在分子筛内的Cu催化剂在催化反应后形成CuO团簇的失活催化剂能够在空气气氛下550 ℃加热处理重新恢复为单原子Cu状态。1）在不同的环境下，Cu-Zn-Y/deAlBeta催化剂的单原子Cu催化位点的结构能够发生动态变化，并且氧化态的Cu能够调控并且促进生成关键的活性位点，同时避免Cu烧结导致的失活。2）催化剂通过预处理（270 ℃, 101 kPa H2）后，单原子Cu2+还原为Cu1+，随后在反应环境（270-350 ℃, 7 kPa EtOH, 94 kPa H2）或者加速老化（400-450 ℃, 101 kPa H2）下Cu1+还原为Cu0。在550 ℃的空气进行重生后，团聚的CuO能够重新恢复为Cu单原子，作者通过成像和原位光谱以及催化反应速率测试验证。通过从头算分子动力学模拟说明H2O有助于CuO溶剂化以及穿过分子筛的孔结构，质子化的硅醇巢捕获团聚的CuO，或者重新生成单原子位点。硅醇巢能够在氧化环境下捕获和稳定Cu单原子的现象能够拓展至更多反应体系，而且发展了一种简单的Cu单原子催化位点重生方法。 Stephen C. Purdy, Gregory Collinge, Junyan Zhang, Shivangi N. Borate, Kinga A. Unocic, Qiyuan Wu, Evan C. Wegener, A. Jeremy Kropf, Nohor River Samad, Simuck F. Yuk, Difan Zhang, Susan Habas, Theodore R. Krause, James W. Harris, Mal-Soon Lee*, Vassiliki-Alexandra Glezakou, Roger Rousseau, Andrew D. Sutton, and Zhenglong Li*, Dynamic Copper Site Redispersion through Atom Trapping in Zeolite Defects, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.3c13302 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c133022.JACS：水辐射催化甲烷与二氧化碳在室温下选择性水相羧化合成醋酸甲烷(CH4)与二氧化碳(CO2)的羧化合成醋酸(CH3COOH)是利用这两种温室气体的理想化学反应，原子效率为100%，但在温和的条件下仍是一个巨大的挑战。近日，中国科学技术大学黄伟新等人首次提出了由γ射线驱动的H2O辐射催化的概念，作为一种有效和选择性的途径，可以在RT时从水相中的甲烷和二氧化碳温室气体中产生有价值的甲酸。1）CH4+·OH和CO2+eaq−反应之间存在独特的相互促进作用，可以有效地利用H2O辐解产生的·OH自由基和eaq−，同时将CH4和CO2分别活化为·CH3和·CO2−自由基，这两个自由基随后主要与H+物种偶联，选择性地生成CH3COOH。2）尽管γ射线表现出强烈而危险的辐射效应，但它被安全地大规模利用，并代表着容易获得和可持续的能源。这种由γ射线驱动的新型H2O辐射催化可能扩展到其他类型的反应，并具有扩大规模的潜力。 Fei Fang, et al, Water Radiocatalysis for Selective Aqueous-Phase Methane Carboxylation with Carbon Dioxide into Acetic Acid at Room Temperature, J. Am. Chem. Soc., 2024https://doi.org/10.1021/jacs.3c146323.JACS：多孔且可熔的金属有机多面体用于多孔混合基复合材料的生成和成型长期以来，熔化一直是各行业广泛采用的将原材料转化为成型物体的方法。近日，巴塞罗那自治大学Daniel Maspoch，Arnau Carné-Sánchez等人报道了BCN-93的合成，BCN-93是一种可熔化的、功能化的、永久多孔的金属有机多面体（MOP），并通过熔化和随后的冷却将其转化为无定形或结晶的、成形的、自立的、透明的多孔薄膜。1）该合成需要对具有可熔聚合物链的 MOP 进行外部官能化：在模型案例中，研究人员用聚乙二醇对基于 Rh(II) 的立方八面体 MOP 进行了官能化。2）最后，研究人员证明，一旦熔化，BCN-93 就可以作为多孔基质，其他材料或分子可以分散到其中形成混合基质复合材料。为了说明这一点，研究人员将 BCN-93 与各种添加剂之一（两种 MOF 晶体、多孔笼或线性聚合物）结合起来，生成一系列混合基质薄膜，每一种薄膜都表现出比母膜更大的二氧化碳吸收。Cornelia von Baeckmann, et al, Porous and Meltable Metal−Organic Polyhedra for the Generation and Shaping of Porous Mixed-Matrix Composites, J. Am. Chem. Soc.,2024https://doi.org/10.1021/jacs.4c00407异相单原子催化剂能够作为替代金属复合物催化有机反应，但是人们对于异相单原子催化剂在催化反应中的结构和动态变化并不清楚，因此阻碍人们发展和设计异相单原子催化剂。有鉴于此，苏黎世联邦理工学院Javier Pérez-Ramírez、Sharon Mitchell、Andrew J. deMello等报道通过原位XAS表征技术，通过液滴微流技术的优点，考察单原子Pd催化Suzuki-Miyaura交叉偶联反应。1）研究结果说明单原子Pd催化（PdSA@ECN）遵循表面催化机制，这使得Pd催化位点与均相催化体系体现不同的电子结构，而且发现PdSA@ECN能够起到独特的稳定配体和碱的作用。2）这项研究有助于发展独特的体系用于理解单原子催化有机合成的机理。 Thomas Moragues, Georgios Giannakakis, Andrea Ruiz-Ferrando, Camelia N Borca, Thomas Huthwelker, Aram Bugaev, Andrew J deMello, Javier Pérez-Ramírez, Sharon Mitchell, Droplet-Based Microfluidics Reveals Insights into Cross‑Coupling Mechanisms over Single‑Atom Heterogeneous Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202401056https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024010565.Angew综述：Cu和M-N-C电催化还原CO2制备高附加值产物 电催化还原CO2增值化反应是将含有CO2的气体转化为高附加值含碳燃料和化学品的技术，这种技术有助于碳的捕获和利用从而降低温室气体排放。Cu催化剂的表面以及嵌在石墨烯基底内的N配位单原子催化剂具有广泛的反应活性，并且表现优异的电催化还原CO2性能。有鉴于此，柏林工业大学Peter Strasser等总结讨论Cu催化剂表面以及氮配位单原子位点催化剂的CO2电催化，重点介绍这种催化剂独特的活化CO2作用，生成C1/C2(+)产物，以及竞争性HER反应路径。1）作者总结说明理解结构-性能关系对于设计和优化催化剂性能/选择性的重要作用。通过先进的原位/离线显微镜/光谱表征技术说明反应机理的详细研究、催化剂的结构-选择性，并且对目前关于催化剂的催化态、原子结构重排、团聚等问题进行总结，并且总结了反应动力学。2）作者通过这项综述对未来面临的挑战和解决问题的方法进行总结，总结了目前人们对催化剂结构-活性-选择性之间关系的理解以及长时间/大电流密度条件时控制CO2电催化活性的因素。 Xingli Wang, Wen Ju, Liang Liang, Riyaz Mohd, Alexander Bagger, Michael Filippi, Jan Rossmeisl, Peter Strasser, Electrochemical CO2 Activation and Valorization on Metallic Copper and Carbon-Embedded N-Coordinated Single Metal MNC Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202401821https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202401821 6.Nano Lett：设计人工纳米细胞器以实现靶向细胞活性氧解毒人工细胞器(AnOs)可作为细胞内生物化学途径的补充系统。虽然基于多聚体的人工细胞器含有能够减少活性氧(ROS)的酶，但如何控制它们的酶活性和细胞靶向以促进其实现细胞内ROS解毒的应用还未得到探索。有鉴于此，巴塞尔大学Cornelia G. Palivan和苏黎世联邦理工学院Viola Vogel构建了一种先进的AnOs，其膜化学成分可以支持成孔蜂毒肽的插入，使AnO腔与环境之间发生分子交换，而封装的乳过氧化物酶(LPO)则能够保持其催化功能。1）研究发现，AnOs外的H2O2能够穿透蜂毒肽孔，并且会迅速地被AnOs包裹的酶降解。2）由于表面附着的细胞穿透肽能够促进AnOs被细胞摄取，因此研究者通过电子自旋共振实验证明了这些具有细胞靶向性的AnOs能够比非靶向性AnOs更加显著地增强对细胞内ROS的解毒。综上所述，该研究为有效降低细胞中的氧化应激开辟了一条新的途径。 Viviana Maffeis. et al. Advancing the Design of Artificial Nano-organelles for Targeted Cellular Detoxification of Reactive Oxygen Species. Nano Letters. 2024DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03888https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c038887.Chem. Soc. Rev.：碱金属离子电池铁基电极材料的研究进展与展望铁基材料作为碱金属离子电池（AMIB）的电极材料，具有高理论容量、低成本、机械稳定性和热稳定性等物理化学性质，受到了人们的广泛关注。然而，一些铁基材料的实际应用受到其导电性差、体积变化大和电化学反应过程中不可逆相变的阻碍。近日，安徽工业大学李俊哲，安徽大学张朝峰，阿德莱德大学郭再萍、张仕林等人对碱金属离子电池铁基电极材料的研究进展进行了综述研究。1) 作者评估了结构和成分调控及其对AMIB的工作机制和电化学性能的影响。作者概述了它们的应用，并确定了它们在开发中的实际挑战。作者提供了对未来方向和可能结果的展望。2) 为了提高电化学性能，需要更好地设计结构和组成，以增加离子/电子电导率和活性材料与电解质之间的接触面积，并避免大的体积变化和低电导率。Junzhe Li et.al Progress and perspectives on iron-based electrode materials for alkali metal-ion batteries: a critical review Chem. Soc. Rev. 2024https://doi.org/10.1039/D3CS00819C8.Chem. Soc. Rev.：可降解生物医用弹性体可降解生物医用弹性体（DBE）具有可控的生物降解性、优异的生物相容性、可定制的弹性以及良好的可加工性，已成为组织修复中不可或缺的材料。近日，西北工业大学黄河源、西安交通大学赵鑫、郭保林等人综述了可生物降解弹性体用于组织修复的最新进展，主要集中在降解机制和评价、合成和交联方法、微观结构设计、加工技术和组织修复应用。1) 作者探讨了组织修复中使用弹性体的材料组成和交联方法，解决了与化学相关的挑战和结构设计策略。此外，作者还重点介绍了弹性体二维和三维结构的加工方法，并系统讨论了溶剂浇铸、静电纺丝和DBE三维/四维打印等加工方法的研究进展。2) 此外，作者描述了使用DBE进行组织修复的最新进展，包括在再生不同组织（包括神经、肌腱、肌肉、心脏和骨骼）方面取得的进展，强调了它们的功效和多功能性。最后，作者讨论了组织修复中材料选择、生物降解、生物活性和制造方面的挑战，并提出了未来的研究方向。 Ben Jia et.al Degradable biomedical elastomers: paving the future of tissue repair and regenerative medicine Chem. Soc. Rev. 2024https://doi.org/10.1039/D3CS00923H
