1.段镶锋&黄昱Nature Catalysis：Pt催化剂的HER位点Pt纳米催化剂有助于HER催化反应制备可再生化学燃料，催化剂的纳米结构含有丰富的表面催化活性位点，比如(111)和(100)晶面以及晶面之间的边缘位点。鉴定催化活性位点对于优化催化剂的设计非常重要，但是对于目前的技术仍具有很大的挑战。有鉴于此，加州大学洛杉矶分校段镶锋、黄昱、加州理工学院William A. Goddard III等报道通过电输运谱ETS（electrical transport spectroscopy）表征结合反应力场(reactive force field,ReaxFF)理论计算，给出Pt纳米线表面氢吸附的行为，而且揭示对应于(111)和(100)晶面吸附氢的0.20 VRHE，对应于晶面的边缘位点氢吸附的0.038 VRHE。1）通过ETS表征和电化学伏安表征结果说明边缘位点氢吸附与HER反应的打开有关，这个结果说明边缘催化活性位点对于HER反应的重要作用。2）ReaxFF分子动力学计算的结果验证说明边缘位点发生HER反应的能垒更低，而且边缘位点的TOF比其他位点高2~4个数量级。碱性电解液的ETS表征结果显示边缘位点氢吸附受到严重的抑制，这导致碱性HER的动力学非常缓慢。本文研究结果说明Pt催化剂表面上的不同位点起到不同作用，为设计HER电催化剂提供帮助。
Huang, Z., Cheng, T., Shah, A.H. et al. Edge sites dominate the hydrogen evolution reaction on platinum nanocatalysts. Nat Catal (2024).DOI:10.1038/s41929-024-01156-xhttps://www.nature.com/articles/s41929-024-01156-x2.李灿院士JACS：Ni3S2-Rh分子构筑拟酶催化剂体系还原1,4-NAD(P)HNAD(P)H在生物催化和光催化领域中是关键的能量与电子载体，但是如何将高效选择性的NAD(P)H+还原并且生成1,4-NAD(P)H仍是个巨大挑战。有鉴于此，中国科学院大连化物所李灿院士、丁春梅等报道Ni3S2电极和Rh催化剂分子构筑电催化剂体系（命名为Ni3S2-Rh）能够高效和选择性的将NAD(P)+还原为1,4-NAD(P)H。1）优化后Ni3S2-Rh体系的选择性达到99.1 %，比Ni3S2的选择性更高（80 %）。标准化后的Ni3S2-Rh催化活性比Ni3S2高5.8倍，比Rh催化剂分子高13.2倍。2）Ni3S2-Rh体系的优异催化活性来自金属硫化物和Rh催化剂分子之间的协同作用，NAD+还原反应通过电子质子协同转移（CEPT）机理。Ni3S2作为质子和电子转移介导物加快生成Rh-H物种，随后Rh-H将负氢转移到NAD+并生成1,4-NADH。这种Ni3S2-Rh催化剂体系很好的模拟了自然界中的铁氧还蛋白-NADP+还原酶的功能。
Shujie Tian, Guifa Long, Panwang Zhou, Fengyuan Liu, Xianwen Zhang, Chunmei Ding*, and Can Li*, A Coupled System of Ni3S2and Rh Complex with Biomimetic Function for Electrocatalytic 1,4-NAD(P)H Regeneration, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c00994https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c00994最近电化学合成在制备H2O2领域得到应用，但是由于电化学反应器难以构筑高效气液固三相界面，导致目前难以高效率的进行电催化制备H2O2。有鉴于此，华中科技大学夏宝玉、郭巍、陕西师范大学陈煜、西安交通大学苏亚琼等报道通过修饰疏水覆盖层的方式改善Fe催化位点的微环境，从而能够缓解Fe(II)/Fe(III)氧化还原受到的自由基腐蚀，增强三相界面的反应微环境。1）通过这种疏水性微环境的设计方法，电催化反应能够在200 mA cm-2电流密度实现336.1 mmol h-1的产率，而且电催化持续时间达到230 h的过程中没有损害界面。2）在比较宽的电化学窗口内都能够保持超过90 %的法拉第效率。这种表面氧化还原设计改善反应微环境的策略不仅改善长时间电催化制备H2O2，而且为其他产气电催化反应的发展提供方法。
Hong Chen, Chaohui He, Huiting Niu, Chenfeng Xia, Fu-Min Li, Wenshan Zhao, Fei Song, Tao Yao, Yu Chen*, Yaqiong Su*, Wei Guo*, and Bao Yu Xia*, Surface Redox Chemistry Regulates the Reaction Microenvironment for Efficient Hydrogen Peroxide Generation, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c03104https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c03104对于MOF材料而言，安装链接分子（linker）向MOF产生特定功能和性质非常重要。通过安装链接分子能够提高框架结构的丰富度，并且能够精确构筑结构，能够使MOF能够在开放位点和活性有机链接之间实现均衡，这种方法与传统的合成后处理方法可以互为补充。有鉴于此，德州农工大学周宏才、Kun-Yu Wang、南开大学师唯等报道通过安装有机链接分子的方式将樟脑分子引入PCN-700这种Zr MOF，得到的手性MOF能够用于手性荧光传感。1）将樟脑分子通过安装分子链接的方式引入PCN-700，然后得到的MOF材料不仅具有优异的稳定性，而且能够作为进行立体选择性荧光传感。2）竞争吸附表征和能量/电子转移过程有助于提高其传感性能，并且通过不同的亲和性产生立体选择性传感的功能。这项研究发展了一种直接构筑手性MOF的方法用于立体选择性荧光传感。
Zongsu Han, Tiankai Sun, Rong-Ran Liang, Yifan Guo, Yihao Yang, Mengmeng Wang, Yue Mao, Peter R. Taylor, Wei Shi*, Kun-Yu Wang*, and Hong-Cai Zhou*, Chiral Linker Installation in a Metal–Organic Framework for Enantioselective Luminescent Sensing, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c03728https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c037285.四川大学Angew：Co-MCM-41催化聚乙烯合成长链双羧酸由于处理塑料废物并且转变为可利用材料的方法非常罕见，因此塑料废物对于全球都造成巨大的危害。有鉴于此，四川大学徐世美、王玉忠、苏志珊等报道使用Co掺杂MCM-41分子筛作为催化剂，将聚乙烯的直接氧化反应制备饱和长链双羧酸化合物，按照碳的收率计算达到85.9 %，该催化反应无需使用溶剂或贵金属催化剂。1）通过调节MCM-41的Co负载量，双羧酸产物的碳链长度能够在短链（C4-C10）或长链（C10-C20）之间调控。通过高度分散并且限域在孔内的Co催化剂能够完全降解聚烯烃化合物，并且在温和反应条件下选择性的制备双羧酸化合物。2）这项研究首次实现了一步选择性合成长链双羧酸化合物。这种方法为塑料废弃物的催化转化提供具有前景的方法。
Qiang Zhang, Jiajia He, Xiangyue Wei, Chengfeng Shen, Pengbo Ye, Wenli An, Xuehui Liu, Haoze Li, Shimei Xu, Zhishan Su, Yu-Zhong Wang, Oxidative Upcycling of Polyethylene to Long Chain Diacid over Co-MCM-41 Catalyst, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202407510https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202407510金属-载体的强相互作用（SMSI）对于调节金属物种性质非常重要，但是因为难以控制亚纳米簇的SMSI效应，因此人们对于亚纳米尺度的纳米簇具有的SMSI效应仍缺乏深入理解。有鉴于此，浙江大学孙文平、赵国强，中国科学技术大学林岳等报道通过低温真空煅烧处理的方式，将Pt簇和无定形TiO2纳米片之间构筑SMSI效应。这种低温煅烧处理方法免于团簇发生团聚。1）通过原位扫描透射电子显微镜表征观测SMSI效应，从而首次观测发现了煅烧处理过程Pt原子的动态结构重构现象。发现起始无定形TiO2表面不规则的Pt原子贬称规则的晶体，并且在Pt和TiO2之间形成外延界面。这种亚纳米簇SMSI能够在400 ℃的氧化气氛中仍非常稳定。进一步研究结果说明TiO2向Pt的5d轨道发生电子转移，这种作用导致形成SMSI界面后CO无法吸附。2）这项研究工作为构筑团簇SMSI提供方法，而且有助于深入理解SMSI效应，从而促进担载型金属团簇的催化应用。
Zhouxin Luo, Xiao Han, Zhentao Ma, Bingxing Zhang, Xusheng Zheng, Yongfeng Liu, Mingxia Gao, Guoqiang Zhao, Yue Lin, Hongge Pan, Wenping Sun,Unraveling the Unique Strong Metal-Support Interaction in Titanium Dioxide Supported Platinum Clusters for the Hydrogen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI:10.1002/anie.202406728https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024067287.大连化物所Angew：单原子Pt催化生物质单体转化中国科学院大连化物所李昌志等报道通过原位界面氧化还原反应策略将Pt原子吸附在TiO2的氧缺陷位点，因此得到原子分散的Pt/TiO2。这种单原子Pt/TiO2-H催化剂在木质素衍生4-丙基愈创木酚（4-propylguaiacol）增值化转换的反应，在250 ℃和3 MPa进行3 h催化反应，实现了96.9 %的转化率，脱甲氧基化（demethoxylation）选择性达到93.3 %。1）其性能比纳米粒子的对比催化剂的性能更高，纳米粒子发生深度脱氧化（deep deoxygenation），选择性高达99.0 %。SAC Pt/TiO2-H催化剂具有优异脱甲氧基化选择性的原因是由于这种单原子催化剂的氢溢流效应较弱，阻碍了苯环加氢反应以及深度脱氧。SAC Pt/TiO2-H降低切断CAr-OCH3化学键的能垒，因此降低脱甲氧基反应的吉布斯自由能能垒。2）SAC Pt/TiO2-H催化剂具有优异脱甲氧基化选择性，原因是这种单原子催化剂的氢溢流效应较弱，阻碍了苯环加氢反应以及深度脱氧。SAC Pt/TiO2-H降低切断CAr-OCH3化学键的能垒，因此降低脱甲氧基反应的吉布斯自由能能垒。
Weiyan Wang, Shangjian Li, Qian Qiang, Kui Wu, Xiaoli Pan, Wentao Su, Junyang Cai, Zhigang Shen, Yunquan Yang, Changzhi Li, Tao Zhang,Catalytic Refining Lignin-derived Monomers: Seesaw Effect between Nanoparticle and Single-Atom Pt, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI:10.1002/anie.202404683https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024046838.Angew：深红光可驱动异质结聚合物点析氢以促进糖尿病伤口愈合南方科技大学吴长锋教授、深圳市护家科技有限公司Peng Shu和澳门大学张宣军教授利用深红光催化异质结聚合物点(Pdots)产生氢气以促进糖尿病皮肤伤口的愈合。1）与单独的供体或受体纳米粒子相比，具有供体/受体异质结构的Pdots能够表现出更加优异的光催化活性。随后，研究者将该Pdots和抗坏血酸封装到脂质体中，以形成Lipo-Pdots纳米反应器，在650 nm光照射下，该纳米反应器可选择性清除活细胞及组织中的·OH自由基。实验结果表明，该异质结Pdots的抗氧化能力比单组分Pdots高约10倍。2）在总光照剂量为360 J/cm2的条件下，该纳米反应器可以有效清除·OH自由基，并抑制皮肤组织中促炎细胞因子的表达，从而能够加速糖尿病小鼠的皮肤创面愈合。综上所述，该研究有望为实现对糖尿病足溃疡的安全有效治疗提供一种切实可行的解决方案。
Feixue Mi. et al. Deep Red Light Driven Hydrogen Evolution by Heterojunction Polymer Dots for Diabetic Wound Healing.Angewandte Chemie International Edition. 2024DOI: 10.1002/anie.202402133https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202402133
