1. Acc. Chem. Res.：结构精确的杂原子掺杂的Nanographenes

Nanographenes，定义为纳米级（1-100 nm）石墨烯切口，包括准一维石墨烯纳米带（GNR）和准零维石墨烯量子点（GQD）。由于量子限制，Nanographenes有望用于有限带隙的下一代半导体，与无间隙二维石墨烯相比具有明显优势。与无机半导体中的原子掺杂策略类似，将杂原子掺杂到Nanographenes中是调节其光学，电子，催化和磁性的可行方法。

近日，南开大学Xiao-Ye Wang，马普所Akimitsu Narita，Klaus Müllen等总结了他们团队在过去十年中对大杂原子掺杂Nanographenes的合成和性质研究的相关进展。作者首先介绍了基于原型纳米石墨烯分子的杂原子掺杂的几个例子；然后介绍了杂原子掺杂的锯齿形边缘和各种包含氮，硼和氧原子的锯齿形边缘纳米石墨烯分子；最后总结了基于分子情况成功的杂原子掺杂的GNRs。

Xiao-Ye Wang,* Xuelin Yao, Akimitsu Narita,* and Klaus Müllen*. Heteroatom-Doped Nanographeneswith Structural Precision. Acc. Chem. Res., 2019

DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00322

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.accounts.9b00322

2. Angew：大面积，胺化石墨炔薄膜用于直接甲醇燃料电池

具有均匀人造纳米孔的二维（2D）碳纳米膜是最终抑制质子交换膜燃料电池中的燃料渗透的理想材料。石墨炔具有很高的机械强度，高尺寸稳定性和可控的纳米孔，并且具有发挥这一关键作用的光明前景。李玉良院士团队发现了具有氨基和天然纳米孔的石墨炔纳米膜可以容易地制备并具有高完整性。

由于其之间的酸碱相互作用，胺化的石墨炔与Nafion基质具有良好的相容性。石墨炔在选择性，尺寸稳定性和完整性方面的优异综合性能有效地改善了燃料电池在宽温下的动力性能和稳定性。该研究结果可以发展成为一种通用的方法，可以很容易地实现离子和小分子的选择性分离，为绿色能源的新兴应用开辟了一条新途径。

Large‐Area Aminated‐Graphdiyne Thin Film forDirect Methanol Fuel Cells, Angew, 2019

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201910588

3. Angew：钠离子电池新进展

在调控金属离子插层化学方面，二维（2D）超晶格提供了很有前途的技术机会。伍伦贡大学侴术雷和辽宁科技大学Zhiqiang Zhang团队采用分子介导热诱导方法合成了具有可调层间距的单层TiO2和碳的有序二维超晶格,并将其垂直封装在嵌有TiO2量子点的空心碳纳米球中，以形成0D-2D-3D多尺度结构。封装了二维超晶格的多维结构展示出接近零应变的特性和丰富的电化学活性，实现了高效的Na+存储性能，展示出优异的倍率性能和循环稳定性。

Xia, Q.; Lin, Z.; Lai, W.;Wang, Y.; Ma, C.; Yan, Z.; Gu, Q.; Wei, W.; Wang, J.-Z.; Zhang, Z.; Liu, H. K.;Dou, S. X.; Chou, S.-L., 2D Titania–Carbon Superlattices Vertically Encapsulated in 3D Hollow CarbonNanospheres Embedded with 0D TiO2 Quantum Dots for Exceptional Sodium-IonStorage. Angew. Chem. Int. Edit. 0 (0).

DOI：10.1002/anie.201907189

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201907189

4. Angew：表面电子耦合促进高效析氢

如何最大限度地提高材料碱性条件下析氢反应的活性，同时在实际工作条件下保持其结构稳定，是目前的研究难点与热点；调控活性位点的电子结构是合理设计高效电催化剂的关键。近日，重庆大学Yu Wang，卧龙岗大学郭再萍等多团队合作，报道了利用简化的压力辅助装置实现了低温下对V₈C₇和单层石墨烯（G）异质结构进行可控的表面N修饰。

由于N是通过与V原子电子耦合引入的，V位点可以有效地降低水吸附和解离的动力学能垒。同时，通过实验观察和DFT计算表明，N-修饰G/V₈C₇中存在多区域协同催化作用，揭示了外延石墨烯上的电子积累使其成为H *吸附位点，以及随后与临近H₂O反应的源头。结合这两种方法开发的N_0.08-G/V₈C₇具有出色的碱性析氢能力，是迄今为止报道的过渡金属碳化物中最佳的碱性析氢催化剂。

WeiweiFu, Yanwei Wang, Zaiping Guo*, Yu Wang*, et al. Surface electroncoupling for efficient hydrogen evolution. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201908938

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201908938

5. Angew：AIE触发原子精确对映体铜(I)炔基团簇的圆偏振发光

原子精确的对映体金属团簇是近年来的研究重点; 然而，至今没有具有强烈圆偏振发光（CPL）响应的铜（I）炔基簇的报道。近日，郑州大学臧双全等设计了一对手性炔基配体，(R/S)-2-二苯基-2-羟甲基吡咯烷-1-丙炔(R/S-DPM)，首次成功制备了并表征了光学纯对映体的原子级精确的铜（I）团簇，[Cu₁₄(R/S-DPM)R₈](PF₆)₆（R/S-Cu₁₄），该团簇具有鲜红色荧光和高的CPL荧光各向异性因子（g_lum）。

R/S-Cu₁₄的稀释溶液不发光且在室温下无CPL活性，但是在结晶和聚集状态下可触发R/S-Cu₁₄的CPL（结晶和聚集诱导发光，CIE和AIE）。R/S-Cu₁₄的AIE行为和良好的生物相容性使得该团簇可应用于HeLa和NG108-15细胞的细胞成像。

Miao-MiaoZhang, Shuang-Quan Zang*, et al. AIE Triggers the CircularlyPolarized Luminescence of Atomically Precise Enantiomeric Copper(I) AlkynylClusters. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201908909

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201908909

6. Angew：γ-Al₂O₃对固体氧化物电解槽中乙烷电化学氧化脱氢制乙烯的界面增强作用

乙烷氧化脱氢（ODE）受到易深度氧化和潜在安全危害的限制。近日，中科院大连化物所汪国雄等，将电化学ODE反应与固体氧化物电解池的阳极相结合，利用在阳极处产生的氧物质来催化转化乙烷，避免了深度氧化，提高了安全性。作者将γ-Al₂O₃渗透到La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ-Sm_0.2Ce_0.8O_2-δ（LSCF-SDC）阳极表面，在优化的电流和乙烷流速条件下，乙烯选择性高达92.5％，最高乙烷转化率在600°C时达29.1％。

DFT计算和原位XPS表征表明，Al₂O₃/LSCF界面有效地减少了吸附氧的种类，从而提高了乙烯的选择性和稳定性，并形成了Al-O-Fe 改变了Fe中心的电子结构，增加了费米能级附近的态密度和降低了空带，从而提高了乙烷的转化率。

YuefengSong, Le Lin, Guoxiong Wang*, et al. Interfacial Enhancement byγ-Al₂O₃ of Electrochemical Oxidative Dehydrogenation of Ethane to Ethylene in Solid OxideElectrolysis Cells. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201908388

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201908388

7. Angew：可同时监测酶活性和环境pH值的双响应DNA探针

蛋白酶过表达和微环境的pH都是肿瘤的重要特征。然而，目前要实现对蛋白酶活性以及肿瘤微环境中pH值的精确同步检测仍然具有很大挑战性。中科院化学所吴海臣研究员团队开发了一种双响应型的DNA探针，它可以同时监测蛋白酶的活性和局部的pH值。

该DNA探针上带有含苯丙氨酸(F)的短肽，而酶解作用会使之与葫芦[7]脲形成复合物，进而在通过溶血素时产生电流信号，故可以用来量化蛋白酶的活性。此外，这一过程也和环境的pH相关，因此它也可以准确地反映局部的pH值。综上所述，这一多功能DNA探针有望在未来用于对单个细胞等复杂系统的多个参数进行同时测量。

LeiLiu, Hai-Chen Wu. et al. A Dual Response DNA Probe for SimultaneouslyMonitoring Enzymatic Activity and Environmental pH by Nanopores. Angewandte ChemieInternational Edition. 2019

DOI:10.1002/anie.201907816

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201907816

8. Angew：可控暴露Pt活性面实现高效ORR

Pt基材料是氧气还原反应（ORR）的最先进催化剂，但其高成本和稀缺性是可再生能源工业中大规模应用的主要障碍。为了制备Pt含量低且高效的ORR催化剂，中佛罗里达大学Yang Yang等结合电化学自下而上（电沉积）和自上而下（阳极氧化）工艺，合理地设计出了具有充分暴露的Pt活性位点的PtNi多孔膜（PFs）催化剂。

作者利用方波电压控制独特的动态氧气泡模板（DOBT）调节催化剂形态及PtNi PFs中暴露的Pt活性面；通过施加的阳极电压调节暴露在PtNi PFs表面结合的物质，例如羟基阴离子（OH*）等，进一步影响Pt上的动态氧（O₂）气泡的吸附。最后，作者成功得到了富含Pt（111）面（Pt3.5％Ni PF）的PtNi PF，该Pt3.5％Ni PF催化剂具有高的ORR活性，在超低Pt负载下（0.015mg cm^-2）具有0.92V（相对于RHE）的起始电位。进一步研究发现，Pt3.5％Ni PF上OH_ads覆盖率比其他PtNi PFs少，这表明催化剂中的Pt（111）面促进了O₂吸附，利于还原O₂，从而导致优异的ORR活性。

Guanzhi Wang, Yang Yang *, et al. Programmable Exposure of Pt Active Facetsfor Efficient Oxygen Reduction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201907322

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907322

9. Angew：电解质驱动的纳米结构高选择性催化CO₂电还原制乙烯和多元醇

CO₂电还原（CO₂RR）制多碳产物（C₂₊）是储存可再生能源和减少碳排放的有希望的途径。近日，马普所Beatriz Roldán Cuenya等报道了一种电化学合成方法合成对C₂₊产物具有高选择性的CO₂RR催化剂。

在特定阴离子存在下合成的纳米结构Cu催化剂可以在0.1M KHCO₃水溶液中选择性地将CO₂转化为乙烯和多元醇，其中碘改性的催化剂对C₂₊产品具有最高的法拉第效率（80％），部分电流密度可达~31.2 mA cm^-2（-0.9 V vs RHE）。进一步研究表明，这些纳米结构Cu催化剂高的C₂₊选择性可归因于这种合成方法诱导了Cu具有高度粗糙的表面形态、次表层氧和Cu⁺物种的存在以及卤化物的吸附。

Dunfeng Gao, Beatriz Roldan Cuenya*, et al. Selective CO₂ Electroreductionto Ethylene and Multicarbon Alcohols via Electrolyte‐DrivenNanostructuring. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201910155

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201910155

10. Angew：ZnO纳米晶界面结构大揭秘

针对湿法化学合成的纳米晶表面配位结构的明确表征仍是一个极具挑战性的问题。有鉴于此，阿尔卑斯格勒诺布尔大学的Gaël De Paëpe和华沙理工大学的Janusz Lewinski等首先采用传统的溶胶-凝胶法和一锅自支撑有机金属酸盐(OSSOM)法分别制备了由单阴离子磷酸二苯酯(DPP)配体包覆的氧化锌纳米晶(ZnO NCs)，然后通过动态核极化(DNP‐)增强固态核磁共振(ssNMR)光谱技术进行原子尺度表界面结构表征。

研究发现，对于OSSOM法制备的纳米晶，DPP配体主要以µ2和µ3配位模式存在，极大地阻止了配体交换过程的发生。而对于溶胶-凝胶法制备的纳米晶，表面的DPP配位模式多样化，导致后续DPP配体和甘油分子之间配体交换过程发生。

DanielLee，Malgorzata Wolska-Pietkiewicz，Saumya Badoni，Agnieszka Grala，Janusz Lewinski，Gael De Paepe. DisclosingInterfaces of ZnO Nanocrystals Using Dynamic Nuclear Polarization: Sol Gelversus Organometallic Approach. Angew. Chem. Int. Ed. 2019

DOI: 10.1002/anie.201906726

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201906726

11. Angew：金属间化合物前驱物法原位电转化制备高效Mn基水氧化催化剂

近日，柏林工业大学Matthias Driess，Prashanth W. Menezes等报道了首次在金属间化合物前体方法中，将MnGa₄通过碱性介质中的原位电转化生成高性能和长期稳定的MnO_x基电催化剂用于水氧化。

出乎意料的是，MnGa₄电腐蚀（伴随着Ga的损失）会同时生成具有不同结构和诱导缺陷的三种晶型的MnO_x矿物：birnessite δ-MnO₂，Feitknechtite β-MnOOH和hausmannite α-Mn₃O₄。形成的三个相的MnO_x具有丰富且稳定的Mn^III/Mn^IV活性位点，这是该催化剂电催化水氧化的优异效率和耐久性的原因。在导电泡沫镍（NF）上电沉积MnGa₄前驱体，在291 mV的低过电位下，可以实现10 mAcm^-2的电流密度和超过5的耐久性，与贵金属基催化剂相当。

PrashanthW. Menezes,* Carsten Walter, Matthias Driess*, et al. Boosting WaterOxidation Through In‐situ Electroconversion of Manganese Gallide: An IntermetallicPrecursor Approach. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI: 10.1002/anie.201909904

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201909904

12. AM: 阳离子排布调控的氧原子氧化还原助力高性能福利锰基正极材料

富锂锰基正极材料由于具有超过400Wh/kg的能量密度因而有助于构建新一代高比能锂离子电池。然而，由于缺乏对于富锂锰基正极材料中氧原子参与的氧化还原化学的深入了解，该材料的电压衰减成为一个难以解决的问题。在本文中，南开大学陈军团队发现通过调控材料中的阳离子排布可以对氧参与的氧化还原过程进行控制。他们发现具有Li/Ni无序和Li空位的材料能够抑制O-O二聚体的形成。

O-O二聚体具有很高的反应活性能够加速晶格氧的析出和NiO/尖晶石相的形成。无二聚体O-O生成的材料在抑制氧的过氧化和过渡金属离子溶解等方面都表现出优异的性能。因此，优化后的富锂锰基正极材料在0.1C的电流密度下能够释放出280mAh/g的容量，在1C下循环150周后的平均放电电压高达3.58V且电压衰降只有1.6%。该项研究为设计具有稳定电化学性质的富锂锰基正极材料提供了新的思路。

JichengZhang, Jun Chen et al, Tuning Oxygen Redox Chemistry in Li‐Rich Mn‐Based Layered Oxide Cathodes byModulating Cation Arrangement, Advanced Materials, 2019

DOI: 10.1002/adma.201901808

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901808?af=R

13. AM: 超过17％效率! 二维钙钛矿太阳能电池

层状Ruddlesden-Popper（RP）相（2D）卤化钙钛矿由于其光电特性的广泛可调性和光伏器件的优异稳定性而引起了极大的关注。然而，2D钙钛矿太阳能电池（PSC）中的电荷提取/传输和效率（PCE）仍然受到不可消除的量子阱效应的限制。Huiqiong Zhou, Yuan Zhang和Kui Zhao等人针对BA₂MA₃Pb₄I₁₃（n = 4）2D PSC，提出了缓慢的后退火（SPA）工艺，通过该工艺实现了17.26％的最高PCE，同时增强了开路电压，短路电流和填充因子。

研究表明，通过SPA处理可以获得增强的晶体取向和多个钙钛矿相（从底部附近的2D相到顶部区域附近的准3D相）的有利对准，这促进了载流子传输/提取和抑制太阳能电池中的电荷复合。就目前所知，报道的PCE是迄今为止基于丁胺（BA）间隔物（n = 4）的RP相2D PSC中效率最高的。SPA处理的器件表现出令人满意的稳定性，在没有封装的N₂环境下2000小时后降解小于4.5％。所展示的工艺策略提供了一种有前途的途径，可以将2D PSC的性能推向真实的光伏应用。

Wu,G., Li, X., Zhou, J., Zhang, J., Zhang, X., Leng, X., Wang, P., Chen, M.,Zhang, D., Zhao, K., Liu, S., Zhou, H., Zhang, Y., Fine Multi‐Phase Alignments in 2D Perovskite Solar Cells with Efficiency over17% via Slow Post‐Annealing. Adv. Mater. 2019, 1903889.

DOI: 10.1002/adma.201903889

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201903889