一、JACS:基于團(tuán)簇類分子的鋰硫電池正極材料

近日，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院董全峰教授課題組與英國(guó)格拉斯哥大學(xué)LeroyCronin教授課題組在鋰硫電池研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“StrategiestoExploreandDevelopReversibleRedoxReactionsofLi-SinElectrodeArchitecturesusingSilver-PolyoxometalateClusters”為題發(fā)表在JACS上(DOI:10.1021/jacs.8b0041)。在此之前，董全峰教授課題組對(duì)鋰硫電池硫復(fù)合正極材料開(kāi)展了系統(tǒng)的研究。前期通過(guò)原位拉曼技術(shù)并結(jié)合理論計(jì)算探究鋰硫電池的反應(yīng)機(jī)理，證實(shí)對(duì)載硫基體材料的摻氮修飾可實(shí)現(xiàn)單質(zhì)硫作為正極活性材料的完整充放電循環(huán)(Chem.Mater.,2015,27,2048?2055);隨后首次將Co-N的協(xié)同催化效應(yīng)成功應(yīng)用于S的氧化還原過(guò)程，提出了“多功能，雙催化”的概念(EES,2016,9,1998-2004);在提高復(fù)合正極材料硫含量的基礎(chǔ)上，該課題組首次制備出非碳類介孔Co4N微球?qū)崿F(xiàn)了高達(dá)95%的載硫量(ACSNano,2017,11,6031-6039)。

過(guò)渡金屬多酸氧化物(POMs)是一類具有納米尺寸的分子團(tuán)簇材料,具有可逆多電子反應(yīng)的特性,被形象的稱為“電子海綿”，由于它可以可逆的儲(chǔ)存離子和電子，從而具有成為較高比容量的儲(chǔ)能材料的可行性。該研究首次以多金屬氧酸鹽分子團(tuán)簇作為鋰硫電池正極基體材料，這種材料(K3[H3AgIPW11O39])同時(shí)具有路易斯酸和路易斯堿位，因而具有雙位點(diǎn)吸附多硫化物的功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)硫電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的高效調(diào)控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和DFT理論計(jì)算表明，Ag(I)的雜金屬離子在聚陰離子的骨架結(jié)構(gòu)中，可以調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)對(duì)多硫化物的吸附以及端點(diǎn)氧原子對(duì)鋰離子的吸附。以其作為骨架材料制備的鋰硫電池表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。

二、Joule:通過(guò)分子工程制備水分解和二氧化碳還原功能器件

近日，大連理工大學(xué)孫立成教授團(tuán)隊(duì)在Joule雜志發(fā)表綜述論文“DeviceFabricationforWaterOxidation,HydrogenGeneration,andCO2ReductionviaMolecularEngineering”。全文總結(jié)了通過(guò)分子工程制備電驅(qū)動(dòng)和光電驅(qū)動(dòng)的水分解和二氧化碳還原反應(yīng)功能電極的各種策略。綜述對(duì)水分解器件制備策略進(jìn)行了系統(tǒng)性的介紹，詳細(xì)的闡述了包括水氧化、產(chǎn)氫和二氧化碳還原反應(yīng)在內(nèi)的多種分子器件模型，并且根據(jù)催化劑在電極材料(包括導(dǎo)電基底、染料敏化半導(dǎo)體和窄帶寬半導(dǎo)體)上的負(fù)載方法對(duì)分子器件進(jìn)行了清晰地分類，對(duì)今后太陽(yáng)能燃料分子器件研究提供了一定指導(dǎo)意義。

HongYang課題組:利用配位化學(xué)原理成功制備出了一系列骨骼清奇的二維鈀納米結(jié)構(gòu)

伊利諾伊大學(xué)香檳分校的HongYang課題組利用配位化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)了對(duì)鈀納米晶體生長(zhǎng)的精確調(diào)控，成功制備出了一系列骨骼清奇的二維鈀納米結(jié)構(gòu)。

三、Macromolecules：在聚合誘導(dǎo)自組裝過(guò)程中通過(guò)拓?fù)涔こ炭刂苾捎H性

近日，清華大學(xué)袁金穎教授、危巖教授、燕立唐研究員(共同通訊作者)等人在Macromolecules期刊上發(fā)表題為“ControllingVesicularSizeviaTopologicalEngineeringofAmphiphilicPolymerinPolymerization-InducedSelf-Assembly”的文章。清華大學(xué)化學(xué)系博士生霍猛和化學(xué)工程系博士生徐子陽(yáng)為論文的共同第一作者。在該文中，研究人員報(bào)道了利用聚合誘導(dǎo)自組裝(PISA)，通過(guò)兩親性共聚物憎溶劑嵌段的拓?fù)涔こ虒?shí)現(xiàn)尺寸可調(diào)的聚合物囊泡制備的方法。設(shè)想每種單體都具有其特定的分子體積和形狀，通過(guò)改變兩種單體的投料比人們可由RAFT共聚反應(yīng)簡(jiǎn)便地制備出具有不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的共聚物分子。分子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差異可能使人們獲得具有可變鏈堆積密度和可調(diào)納米結(jié)構(gòu)的組裝體。在本文中，研究人員報(bào)道了一種通用和模塊化策略，該策略通過(guò)調(diào)節(jié)疏溶劑嵌段的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)囊泡大小。

四、Angew.Chem.Int.Ed.:從對(duì)稱破裂到揭開(kāi)Au13Cu2納米團(tuán)簇手性的起源

近日，在廈門大學(xué)鄭南峰教授課題組和BoonK.Teo教授(共同通訊作者)的帶領(lǐng)下，與芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)合作，報(bào)道了一種通過(guò)配體的不對(duì)稱排列破壞(降低)非手性金屬內(nèi)核的對(duì)稱性來(lái)合成手性納米團(tuán)簇的方法，并對(duì)所合成的手性Au13Cu2團(tuán)簇的手性來(lái)源進(jìn)行了解釋。他們使用非手性二膦(DPPP)與巰基吡啶混配體，得到的是一對(duì)外消旋體[Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+，難以分離;通過(guò)單晶結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)外消旋的Au13Cu2團(tuán)簇的兩種手性構(gòu)型與其使用的雙二苯基膦丙烷中C-C-C鏈的取向有直接關(guān)系，在合成中直接引入了手性雙膦(2r,4r/2s,4s-BDPP)，使得雙膦配體中C-C-C鏈的取向可以通過(guò)手性季碳的絕對(duì)構(gòu)型得以固定，得到了100%光學(xué)純R或S構(gòu)型Au13Cu2團(tuán)簇[Au13Cu2(2r,4r-BDPP)3(SPy)6]+和[Au13Cu2(2s,4s-BDPP)3(SPy)6]+。此外，他們還結(jié)合結(jié)構(gòu)分析和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)了該團(tuán)簇的手性主要源于巰基吡啶(非手性配體)的不對(duì)稱排列，而手性雙膦配體的作用主要是提供空間位阻以穩(wěn)定巰基吡啶的不對(duì)稱排列，并不直接貢獻(xiàn)于團(tuán)簇的手性光譜信號(hào)。該研究為制備內(nèi)核為非手性的手性金屬納米顆粒提供了一種有效的合成策略，并為解釋手性納米材料的手性來(lái)源提供了很好的模型。相關(guān)成果以題為“FromSymmetryBreakingtoUnravelingtheOriginoftheChiralityofLigatedAu13Cu2Nanoclusters”發(fā)表在了Angew.Chem.Int.Ed.上。

五、Chem:彈性木頭碳海綿

近日，馬里蘭大學(xué)胡良兵教授和李騰教授，華中科技大學(xué)謝佳教授(共同通訊作者)等人通過(guò)可擴(kuò)展和可持續(xù)的自上而下的方法，直接從天然輕木制造高度輕質(zhì)和可壓縮的木炭海綿。化學(xué)處理從木材細(xì)胞壁去除木質(zhì)素和半纖維素，直接將格狀剛性木結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為彈簧狀可壓縮層狀結(jié)構(gòu)。木炭海綿作為應(yīng)變傳感器展現(xiàn)了優(yōu)越的機(jī)械性能和靈敏的電響應(yīng)性。該成果以“ScalableandSustainableApproachtowardHighlyCompressible,Anisotropic,LamellarCarbonSponge”為題發(fā)表在期刊Chem上。

由于獨(dú)特的拱形分層結(jié)構(gòu)，WCS具有各向異性的機(jī)械性能并且具有高度的可壓縮性。

六、Joule:王敦偉團(tuán)隊(duì)提高氮化鉭光裂解水穩(wěn)定性

在美國(guó)波士頓學(xué)院的王敦偉實(shí)驗(yàn)室，何昱旻和馬培艷等發(fā)現(xiàn)在氮化鉭納米管陣列上通過(guò)水熱的方法沉積氫氧化鈷(Co(OH)2)納米薄片能有效提高氮化鉭光氧化水的光電流密度以及穩(wěn)定性。氮化鉭本身在光氧化水條件下極不穩(wěn)定，與此同時(shí)光電流密度會(huì)快速下降。恰恰相反，在沉積了氫氧化鈷納米薄片后，氮化鉭的光電流密度隨著光氧化水的時(shí)間增加而提高并趨于穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)之上，沉積另一種高效的氧化水催化劑(Co-Pi)可以進(jìn)一步提高光電流密度。當(dāng)沒(méi)有光照的情況下，這種不同尋常的現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。對(duì)于氮化鉭和氫氧化鈷間界面的研究進(jìn)一步表明，一個(gè)光誘導(dǎo)形成的界面減弱了費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)，從而改善了光激發(fā)電子-空穴對(duì)在表面的復(fù)合，與此同時(shí)加快了光空穴的傳導(dǎo)，從而減少了自氧化副反應(yīng)的發(fā)生。這個(gè)界面被解釋為在光氧化水過(guò)程中產(chǎn)生的氧自由基引導(dǎo)生成的Ta-O-Co鍵。這個(gè)發(fā)現(xiàn)表明了利用催化劑與半導(dǎo)體間的反應(yīng)來(lái)提高光催化劑性能的可行性。

七、Science：烷基砜試劑推進(jìn)自由基偶聯(lián)反應(yīng)模塊化

近日，美國(guó)斯克里普斯研究所(TheScrippsResearchInstitute，TSRI)的PhilBaran教授課題組從市售1-苯基-1H-四氮唑-5-硫醇(6)出發(fā)，通過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)轉(zhuǎn)化引入多種官能化的烷基，得到多種苯基四氮唑砜(PT-sulfones)砌塊，并利用Ni催化烷基砜與芳基鋅試劑的自由基偶聯(lián)反應(yīng)高效實(shí)現(xiàn)了C(sp3)-C(sp2)鍵的偶聯(lián)，可以構(gòu)筑復(fù)雜化合物特別是氟烷基化合物。相關(guān)工作發(fā)表在Science上，共同第一作者為RohanMerchant、JacobEdwards和TianQin。