1. Nat.Chem.: 碳酸盐矿离子交换制备钙钛矿
Tim Holtus等人模拟生物矿化过程,以BaCO3为起始材料,在Pb(NO3)2溶液中置换阳离子得到PbCO3,进一步在120℃下与甲基卤化铵盐共加热变可以得到CH3NH3PbX3,其晶化程度和形貌都可以得以保存,如螺旋形,花型等等,此外其他碳酸盐如CaCO3, SrCO3等也可以在同样条件下转化为晶化的钙钛矿半导体。
Tim Holtus, Willem L. Noorduim, et al. Shape-preserving transformation of carbonate minerals into lead halide perovskite semiconductors based on ion exchange/insertion reactions Nature Chemistry (2018) doi:10.1038/s41557-018-0064-1
2. Nature Mat. 模型化电化学催化
Firas Faisal等人通过表面科学方法制备并表征了具有确定原子组成和结构的Pt/Co3O4(111)模型化催化剂,在其结构保持不变的情况下可以便捷地转移到电化学液相电解质中进行电催化反应。他们以此作为模型并借助原位IR,XPS等谱学表征手段,研究了Pt尺寸效应,以及界面效应对于电催化CO氧化反应的影响。发现其界面处正价态和金属态的Pt对催化性能有较大影响。该方法为电化学模型化研究提供了有效的研究方法。
Firas Faisal, Olaf Brummel, Jörg Libuda, et al. Electrifying model catalysts for understanding electrocatalytic reactions in liquid electrolytes Nature Materials, DOI: 10.1038/s41563-018-0088-3
3. Nature Mat. 全局离域电子导电MOF
Michael L. Aubrey等人以Fe2(BDP)3(BDP2− = 1,4-benzenedipyrazolate)作为初始材料,用K(C10H8)将其部分还原得到KxFe2(BDP)3 (x = 0 - 2),通过电学测试,Mössbauer,XPS等谱学测试以及单晶field-effect transistor 测试发现部分还原的Fe使得MOF的导电性提高了10000倍,其中的离域电子可以在整个MOF骨架中离域。提供了一种理想的多孔导电材料。
Michael L. Aubrey, Gary J. Long, PeidongYang, Jeffrey R. Long, et al. Electron delocalization and charge mobility as a function of reduction in a metal–organic framework Nature Materials (2018) doi:10.1038/s41563-018-0098-1
4. JACS:Pt表面修饰PdFe@Pd增强ORR
Yin Xiong等人通过热解,H2还原促使表面富集以及进一步Galvanic取代的方法制备了Pt表面修饰的Pd0.58Fe0.42/C,其中Pt的含量仅1 at.%,其ORR E1/2仅0.866 V vs RHE,其PtPd合计的质量比活性比Pt/C高70%,若仅计算Pt则比Pt/C高14倍。结合EDX和计算投入物料比发现其中Pt并非单层或者多层修饰形成Pt壳层,而仅仅是在表面Pd层中修饰了少量Pt(作者同时提醒小心对待EDX数据对于结构的分析)。这种结构比表面形成Pt壳层性能更好且Pt用量更低。
Yin Xiong, Héctor D. Abruña, et al. Pt-Decorated Composition-Tunable Pd−Fe@Pd/CCore−Shell Nanoparticles with Enhanced Electrocatalytic Activity toward the Oxygen Reduction Reaction J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.8b03365
5. Angew:金属掺杂Ti-MOF光催化
Javier等人以多种Ti化合物作为前驱体在同时含有Ca(或者Mn)前驱体和配体benzene-1,3,5-tricarboxylicacid的DMF中,经溶剂热可以一步合成得到克级的金属离子掺杂的Ti-MOF, MUV-10,其中Ti和金属离子的位置结构确定。并且在强碱下结构仍可以保持稳定。这种混合阳离子前驱体掺杂效率远高于后掺杂的方法,其掺杂率可达50%。其中MUV-10(Mn)的300 W Xe等下光催化H2O-CH3OH生成H2的效率可达6500 μmol/g/day.
Javier Castells-Gil, Natalia M. Padial, Carlos Marti-Gastaldo, et al. Chemical Engineering of Photoactivity in HeterometallicTitanium–Organic Frameworks by Metal Doping Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201802089
6. Angew:结构明确的Ag6@Ti16-oxo纳米簇
Shuai Chen等人将Ag和Ti的前驱体以及配体1,5-pentanedioic acid和苯甲酸混合后分别在80℃和室温下结晶后便分别得到了两种Ag6@Ti16-oxo纳米簇PTC-47和PTC-48,该簇合物由两层Ti8O40环包裹的Ag6组成。两种晶体中的Ag具有不同的结构,使得两种簇合物表现出不同的光限幅效率。其中PTC-47在4×10-4 M浓度下就可以将532 nm激光的透过率降低43%,在非线性光学器件中有潜在应用价值。
Shuai Chen, Lei Zhang, Jian Zhang, et al.Atomically Precise Multimetallic Semiconductive Nanoclusters with OpticalLimiting Effects Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201804569
7. Angew:2D自由基COF
Shaofei Wu等人在液相下将triethynylpolychlorotriphenylmethane炔基化后进一步通过炔基之间的偶联得到了具有晶化结构的PTM-H-COF。将该COF进行氧化后便得到表现出抗铁磁性的稳定的自由基COF:PTM-CORF。其中交换作用为 J=- 375 cm-1.此外该CORF具有较低的LUMO轨道和较小的禁带宽度,使得这种材料在电催化ORR反应中表现出较高的催化性能。
Shaofei Wu, Jishan Wu, et al. TowardTwo-Dimensional p-Conjugated Covalent Organic Radical Frameworks Angew. Chem. Int. Ed. DOI:10.1002/anie.201801998