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1. Nature Commun.：单原子Ru与CoFe-LDHs电子耦合提高OER性能

单原子催化剂在异相催化和电催化中体现出高活性和高选择性。然而，单原子的活性、稳定性及单原子与载体之间的相互作用仍然是个谜。近日，北京化工大学Xiaoming Sun、Wen Liu及俄勒冈州立大学Zhenxing Feng等多团队合作，合成了单原子Ru催化剂锚定在CoFe层状双金属氢氧化物上的产催化剂（Ru/CoFe-LDHs），该催化剂Ru和层状双金属氢氧化物之间存在着强的电子耦合。Ru负载量为0.45 wt.%，Ru/CoFe-LDHs催化剂具有高的OER性能，电流密度为10 mA cm⁻²时，过电位仅198 mV，Tafel斜率为39 mVdec^–1。进一步研究发现，由于强的耦合作用，Ru即便在高的过电位依然保持4+氧化态，这使得该催化剂具有高的活性和稳定性。

Pengsong Li, ZhenxingFeng*, Wen Liu*, Xiaoming Sun*, et al. Boosting oxygen evolution ofsingle-atomic ruthenium through electronic coupling with cobalt-iron layereddouble hydroxides. Nat. Commun.,2019

DOI: 10.1038/s41467-019-09666-0

https://doi.org/10.1038/s41467-019-09666-0

2. 密歇根大学Nature Commun.：调节电催化CO₂还原的机理

高效电催化CO₂还原成单一产物对太阳能燃料的发展至关重要。将分子催化剂（例如：酞菁钴，CoPc）封装在配位聚合物（例如：聚-4-乙烯吡啶）能大大提高CO₂还原的活性和选择性。近日，密歇根大学Charles C.L. McCrory团队采用同位素效应（KIE）和质子库存研究解释观察到的聚合物包裹后反应活性和选择性的提高。作者发现，吡啶基/吡啶- CoPc轴向配位形成五配位物种改变了CO₂还原机制中的决速步，使得催化剂-聚合物复合材料活性增加。此外，CoPc在聚合物中，质子传输到Co中心由质子传递机制控制，大大抑制了析氢反应。

Yingshuo Liu and CharlesC.L. McCrory *. Modulating the mechanism of electrocatalytic CO₂ reductionby cobalt phthalocyanine through polymer coordination and encapsulation. Nat. Commun., 2019

DOI: 10.1038/s41467-019-09626-8

https://doi.org/10.1038/s41467-019-09626-8

3. 楼雄文Angew：超细SnO₂量子线高效CO₂RR制HCOOH

电催化CO₂还原制高价值产品有望缓解CO₂排放带来的环境问题。虽然调节晶界(GBs)控制反应中间体的结合能，加快CO₂RR速率广为报道，但是明确GBs与加快小尺寸纳米材料速率之间的关系仍然具有挑战。近日，新加坡南洋理工大学楼雄文等团队合作，合成了表面富含GBs，由单个量子点组成的小于2 nm的SnO₂的量子线（QWs）。实验发现，SnO₂ QWs能高效电催化CO₂RR，具有高的电流密度，得到HCOOH的法拉第效率大于80%，C1产物法拉第效率大于90%；在宽的电位窗内能量效率大于50%，最高法拉第效率和能量效率分别可达87.3%和52.7%。

Subiao Liu, Xiong Wen (David) Lou,* et al.EfficientElectrochemical Reduction of CO₂ to HCOOH over Sub-2 nm SnO₂ Quantum Wires with Exposed Grain Boundaries. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI:10.1002/anie.201903613

https://doi.org/10.1002/anie.201903613

4. 武汉大学AM：Co₃S₄/EC-MOF复合材料高效电解水

将有稳定的孔隙结构、表面积大、不饱和金属位点多的MOFs直接用作电化学活性材料是非常可取的，但是MOFs差的电导性以及低的活性位点可接触性大大阻碍其实际应用。近日，武汉大学Wei Luo及ShengliChen团队报道了一种通用的气相法，用形态多样的金属羟基氟化物做自牺牲模板，在导电碳布(CC)上长有序的MOFs。进一步用Co₃S₄对该复合材料进行修饰，得到Co₃S₄/EC-MOF复合材料；Co₃S₄/EC-MOF具有高的HER和OER性能，过电位分别为84和226 mV即可达到10 mA cm⁻²的电流密度。DFT计算和进一步实验表明，Co₃S₄物种和MOF之间的电子转移降低Co d带的电子密度，优化了Co的吸附性能。

TengLiu, Shengli Chen,* Wei Luo*, et al.Self-Sacrificial Template-Directed Vapor-Phase Growth of MOF Assemblies and Surface Vulcanization for Efficient Water Splitting. Adv. Mater. 2019,

DOI:10.1002/adma.201806672

https://doi.org/10.1002/adma.201806672

5. 清华大学张强AM：Co−N_x−C位点和含氧官能团协同作用助力H₂O₂高效电合成

H₂O₂是许多化学反应常用的绿色氧化剂，电催化还原O₂是一条环保的制H₂O₂的途径。然而，氧气还原反应（ORR）动力学缓慢，且多数电催化剂还原O₂主产物为H₂O。近日，清华大学张强团队提出了一种协同策略用于制备高ORR活性和高H₂O₂选择性电催化剂。作者合成了Co−N_x−C位点和含氧官能团共修饰C基电催化剂（Co–POC–O），实验发现，该催化剂能高效电合成H₂O₂，在O₂饱和的0.10 M KOH溶液中选择性高达80%，ORR电位在1 mA cm⁻²时为0.79 V（相对于RHE）。进一步机理研究表明，Co−N_x−C位点和含氧官能团分别对电催化生成H₂O₂的活性和选择性起着重要的作用。

Bo-QuanLi, Qiang Zhang*, et al.Electrosynthesis of HydrogenPeroxide Synergistically Catalyzed by Atomic Co–N_x–C Sites and Oxygen Functional Groups in Noble-Metal-Free Electrocatalysts. Adv. Mater. 2019,

DOI:10.1002/adma.201808173

https://doi.org/10.1002/adma.201808173

6. 中科大章根强AM：NiCoFe三金属基MOFs直接用作电催化剂高效OER

金属有机框架（MOFs）因其独特的结构特点有望应用于电催化等领域而备受关注。然而，由于控制MOFs的维数、组成和形貌非常困难，使得直接将MOFs用于O₂电催化具有挑战。近日，中科大章根强等团队合作，合成了类似泡沫结构的NiCoFe基三金属MOF，并将该MOF直接用作碱性条件下OER催化剂。该催化剂具有高的OER性能，(Ni₂Co₁)_0.925Fe_0.075-MOF-NF催化剂在电流密度为10 mA cm⁻²时，最低过电位仅257 mV，Tafel斜率为41.3 mV dec⁻¹，且具有高的耐久性。更重要的是，作者通过表征OER过程的中间体来揭露高活性的起源，证实了电化学转换的金属氢氧化物和金属氢氧氧化物是活性物种。

Qizhu Qian, Genqiang Zhang*, et al.Ambient Fast Synthesisand Active Sites Deciphering of Hierarchical Foam-Like Trimetal–OrganicFramework Nanostructuresas a Platform for Highly Efficient Oxygen Evolution Electrocatalysis. Adv. Mater. 2019,

DOI:10.1002/adma.201901139

https://doi.org/10.1002/adma.201901139

7. 中山大学AM：NiS纳米点优化NiTe纳米阵列界面电子结构提高OER性能

界面工程是调控材料物理和化学性质的重要策略。然而，构建明确的能高效OER的纳米界面仍然是一个挑战。近日，中山大学李光琴等多团队合作，制备了负载在泡沫Ni上的十字柱状NiTe纳米阵列，并通过离子交换构建了NiTe/NiS纳米界面。实验发现，NiTe/NiS催化剂具有高的OER性能，在1.0 M KOH中，电流密度为100 mA cm⁻²时，过电位仅257 mV，Tafel为49 mV dec⁻¹。进一步理论计算和实验研究表明，纳米界面上强的电子相互作用诱导电子结构调整，优化了*OOH中间体结合能，从而提高了OER性能。

ZiqianXue, Guangqin Li*, et al.Interfacial Electronic Structure Modulation of NiTe Nanoarrays with NiS Nanodots Facilitates Electrocatalytic Oxygen Evolution. Adv.Mater. 2019,

DOI:10.1002/adma.201900430

https://doi.org/10.1002/adma.201900430

8. Nature Commun.：MoSe₂与钙钛矿的异质结构用于水分解

韩国蔚山国家科学技术研究所（UNIST）HyesungPark、Sang Kyu Kwak与 Guntae Kim团队设计了一种复合钙钛矿氧化物-TMD异质结构，由MoSe_2、La_0.5Sr_0.5CoO_3-δ（LSC）和科琴黑（KB）组成，用于整体水电解的双功能电催化剂。在LSC和MoSe₂异质结构的形成过程中观察到MoSe₂（从2H-到1T-MoSe₂）的原位局部相变，和更亲电的LSC，这是由于从Co到Mo发生的自发电子转移，使得Co离子得到部分氧化。这种电荷转移有望增强MoSe₂固有电导率和增加LSC中Co-O和Co-OH的量，可以增强水分解催化活性。这些协同效应一起作用，使氢和氧析出反应的电化学活性显著提高。该异质结构在高电流密度100 mA cm^-2下1000 h内表现出优异的总水电解稳定性。

NamKhen Oh, Changmin Kim, Junghyun Lee, Ohhun Kwon, Yunseong Choi, Gwan YeongJung, Hyeong Yong Lim, Sang Kyu Kwak, Guntae Kim, Hyesung Park, In-situ localphase-transitioned MoSe₂ in La_0.5Sr_0.5CoO_3-δheterostructure and stable overall water electrolysis over 1000 hours. Nat. Commun., 2019.

DOI:10.1038/s41467-019-09339-y

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09339-y

9. 贝鲁特美国大学JACS：光活性配合物引入MOFs用于可见光驱动CO₂还原

近日，贝鲁特美国大学Mohamad Hmadeh和Tarek H. Ghaddar团队成功将2,2':6',2''-三联吡啶-4'-(4-苯甲酸甲酯)钌(II)(Ru(cptpy)₂引入MOFs，AUBM-4中。X-射线单晶分析发现，Ru(cptpy)₂配合物与和O原子8配位的Zr原子连接成一维结构。作者进一步将该稳定的MOF用做光催化剂，该催化剂在可见光照下可高效的将CO₂转化为HCOOH，转化速率可达366 µmol∙g^-1∙h^-1，且具有高的稳定性。

MahmoudElcheikh Mahmoud, Tarek H. Ghaddar*, Mohamad Hmadeh,* et al. Metal OrganicFramework-Photocatalyst Incorporating Bis(4’-(4-Carboxyphenyl)-Terpyridine)Ruthenium(II)for Visible Light-Driven Carbon Dioxide Reduction. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI:10.1021/jacs.9b01920

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b01920

10. 巩金龙&慕仁涛Angew：H₂在Pd@SOD催化剂上的活化和溢流用于炔烃半氢化

寻找高效无毒的工业加氢催化剂是近年来的研究重点。近日，天津大学巩金龙和慕仁涛团队报道了一种低于1nm的Pd纳米团簇限域在方钠石（SOD）沸石(Pd@SOD)的催化剂。H₂在Pd@SOD上解离生成H物种（例如：H原子和氢氧根），溢流到SOD表面，并可高选择性的实现乙炔的半氢化，乙烯选择性高达94.5%，远高于传统的Pd@SOD催化剂（~21.5%）。小孔隙沸石（六元环，孔道为0.28×0.28 nm）的设计与使用，使得H₂能进入孔道与Pd接触并活化，并避免乙烯的深度加氢，对该催化剂高选择性的实现至关重要。

Shuai Wang, Zhi-JianZhao,Rentao Mu*, Jinlong Gong,* et al.Activationand Spillover of Hydrogen on Sub-1 nm Pd Nano-clusters Confined within Sodalite Zeolite for Semi-hydrogenation of Alkynes. Angew. Chem. Int. Ed., 2019

DOI:10.1002/anie.201903827

https://doi.org/10.1002/anie.201903827

11. Angew：优化反应环境提高COFs催化性能

非共价相互作用的应用是潜在的强有力的催化控制策略。然而，控制多相催化剂中活性位点周围的空间环境具有挑战。近日，南佛罗里达大学Shengqian Ma和浙江大学Feng-Shou Xiao团队合作，在共价有机框架（COFs）中实现了这一点。作者发展的策略依赖于在锚定催化活性物种的孔道中放置线性聚合物，类似于酶外球残留与活性位点的协同性。具体来讲就是聚合物溶剂类似物（1-甲基-2-吡咯烷酮和离子液体）封装后，COFs上磺酸基活性位点催化果糖脱水制5-羟甲基糠醛的活性和选择性大大提高。

Qi Sun, Yongquan Tang,Feng-ShouXiao,* Shengqian Ma,* et al.Reaction Environment Modificationin Covalent Organic Frameworks for Catalytic Performance Enhancement. Angew.Chem. Int. Ed., 2019

DOI:10.1002/anie.201900029

https://doi.org/10.1002/anie.201900029