1.厦门大学孙世刚院士团队Nature Commun：溴离子增强Fe-NC电催化的燃料电池性能将昂贵且稀有的Pt替换为M-N-C催化剂用于ORR电催化构筑质子交换膜燃料电池目前受限于催化活性不足的问题。有鉴于此，厦门大学孙世刚院士、姜艳霞教授、黄蕊博士等报道优化碳结构和Fe-N4位点的配位环境，得到高活性Fe-N-C催化剂。1）通过关键的高温NH4Cl和NH4Br处理，不仅增强Fe-N4的本征活性和活性位点密度，而且引入大量的缺陷位点，痕量Br离子，并且形成介孔碳结构。2）界面Br离子能够显著的改善离子交联聚合物和催化剂粒子之间的相互作用，从而增强离子交联聚合物的渗透，优化三相界面处的O2传输和电荷转移。在80 ℃的H2-O2燃料电池中，在0.9 V实现了1.86 W cm-2的峰值功率密度和54 mA cm-2的交换电流密度。这项研究展示了调控界面微环境的重要作用。Yin, S., Chen, L., Yang, J. et al. A Fe-NC electrocatalyst boosted by trace bromide ions with high performance in proton exchange membrane fuel cells. Nat Commun 15, 7489 (2024)DOI: 10.1038/s41467-024-51858-whttps://www.nature.com/articles/s41467-024-51858-w2.南京大学Nature Commun：水溶剂电催化的电极表面水分子加快C-C偶联反应速率电化学有机合成反应通常在有机体系进行。溶剂以及所需的电解液影响了电催化合成技术的绿色性。有鉴于此，南京大学程旭教授等报道使用100 %的水溶剂，实现了通过水张力（water tension）促进不饱和化合物的电化学交叉偶联反应。1）这项研究的关键是反应物在电极附近聚集，从而能够将自由基中间体限域，并且阻止副反应。该反应得到90 %的产率和接近化学计量比的选择性。2）由于该反应在纯水体系进行，因此通过非常简单的冷却过滤生成产物，溶剂能够重复利用。由于限域和聚集的状态，自由基物种的寿命显著的提高。由于产物能够通过冷却和过滤的方法进行分离，因此这项方法更加绿色。Li, M., Cheng, X. Aggregation-induced C–C bond formation on an electrode driven by the surface tension of water. Nat Commun 15, 7540 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-52042-whttps://www.nature.com/articles/s41467-024-52042-w3.四川大学JACS：HfO2-Ir耦合实现质子泵效应得到全pH优异HER催化剂通过设计催化剂表面的氢溢流路线能够改善HER反应的动力学，但是人们对于催化剂表面氢溢流的驱动力和机理并不清楚。有鉴于此，四川大学程冲教授、李爽研究员等报道受到Mn4CaO5的Mn-O-Ca位点和氢酶的Fe-Fe位点的启发，构筑了HfO2和Ir耦合的催化剂Ir/HfO2@C，这种催化剂具有HfO2向界面的碱性可逆氢溢流（alkaline hydrogen reverse spillover），并且含有Ir向界面的酸性氢溢流（ acid hydrogen spillover）。 1）由于Ir/HfO2@C催化剂受到pH调控的双方向氢溢流路线，因此在酸性/碱性电解液的过电势区别较小，Ir/HfO2@C催化剂实现了优异的质量活性和TOF，比Ir/C高20.6倍。2）Ir/HfO2@C在电解海水和碱性海水分别在146 mV和39 mV达到10 mA cm-2，而且在1.0 A cm-2电流密度和2.22 V实现了优异的稳定性。这种生物启发的催化剂策略为设计高效率且pH广泛的电催化HER催化剂。Wenjie Shao, Zhenyu Xing, Xiaohui Xu, Daoping Ye, Rui Yan, Tian Ma, Yi Wang, Zhiyuan Zeng, Bo Yin, Chong Cheng*, and Shuang Li*, Bioinspired Proton Pump on Ferroelectric HfO2-Coupled Ir Catalysts with Bidirectional Hydrogen Spillover for pH-Universal and Superior Hydrogen Production, J. Am. Chem. Soc. 2024 DOI: 10.1021/jacs.4c08100https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c081004.新加坡国立江东林JACS：使用酮合成Ketazine COFCOF是一种具有明确π电子结构和有序孔的材料，COF能够进行拓扑结构预设计，通过聚合反应生成COF。在过去的一些年，人们开发了许多不同官能团结构的π配体。其中醛能够与嗪、肼、亚胺、方酸菁（squaranine）、C=C构筑COF，因此受到非常广泛的应用。但是，与醛分子结构非常类似的酮结构很少得到应用COF的构筑。有鉴于此，新加坡国立大学的江东林教授等报道首次使用酮构筑了酮连氮（ketazine）COF。1）使用酮和肼在水热反应过程中聚合，生成了酮连氮结构COF。通过筛选催化剂、溶剂、浓度、反应温度、反应时间等反应参数，得到了比较合适的聚合反应体系，生成高晶化度的多孔酮连氮结构COF。2）酮连氮结构能够在节点和配体之间产生π连接结构，从而比常见的材料相比产生更强的蓝色因故杠，说明π电子结构的重要作用。这项研究发展的酮作为单体以及酮连氮配体发展了COF的结构、功能以及应用。
Xinyu Mu, Shuailei Xie, Xingyao Ye, Shanshan Tao, Juan Li, and Donglin Jiang*, Ketazine-Linked Crystalline Porous Covalent Organic Frameworks, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c08231https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c082315.苏州大学JACS：空间分离Cu和Ru位点促进高效率电催化硝酸盐还原制氨废水中的NO3-对人类健康和生态环境造成严重的影响，电催化还原NO3-制备NH3过程是一条消除硝酸盐并且能够可持续的制备NH3的方法，但是电催化还原NO3-制备NH3的过程面临难以在较宽的电化学区间得到高法拉第效率的问题。有鉴于此，苏州大学吴张雄教授、楼耀尹副教授等报道在氮掺杂有序多孔碳载体上构筑空间分离的双金属串联电催化剂，将大量的尺寸超小的Cu纳米粒子组装在多孔碳的内部，将少量Ru纳米粒子修饰在多孔碳的外表面（Ru/Cu@NOMC, nitrogen-doped ordered mesoporous carbon ）。 1）在电催化还原NO3-RR反应中，Cu位点能够快速的将NO3-转化为吸附的NO2-（*NO2-），Ru位点促进生成活性*H，改善Cu位点*NO2-还原为NH3的效率。2）通过Cu和Ru位点之间的协同效应，Ru/Cu@NOMC催化剂能够在-0.1 V过电势实现高达100 %的NH3法拉第效率，在-0.5 V过电势实现1267 mmol g-1 h-1的产率。通过有限元分析和电化学原位Raman光谱表征，发现多孔碳能够增强中间体的浓度。由于Cu-Ru协同效应和多孔碳限域效应，Ru/Cu@NOMC催化剂在500 mV以90 %的NH3法拉第效率稳定156 h电催化。 Jia-Jia Zhang, Yao-Yin Lou*, Zhangxiong Wu*, Xiaoyang Jerry Huang, and Shi-Gang Sun, Spatially Separated Cu/Ru on Ordered Mesoporous Carbon for Superior Ammonia Electrosynthesis from Nitrate over a Wide Potential Window, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c06657https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c066576.复旦大学Angew：纳米晶体-纳米线组装构筑电催化还原CO2调节异相催化剂的界面位点对于理解催化剂的本征结构-性能关系以及优化催化剂性能非常重要。有鉴于此，复旦大学董安钢研究员、孙正宗研究员、李同涛研究员等报道一种简单方便的多维混合策略，构筑了“纳米晶-纳米线”超结构，这种方法能够精确调节双相界面的数量。 1）纳米晶-纳米线超结构材料能够调节自组装的过程，通过疏溶剂效应，使得纳米晶自发的修饰到Ag纳米线。通过调节纳米晶和纳米线的比例，能够在自组装过程中精确的控制双相界面的数量和品质。2）作者通过改变Au/Ag的比例，合成了一系列“Au纳米晶-Ag纳米线”超结构，用于电催化还原CO2制备CO。实验结果显示Au/Ag界面的数量和催化活性之间具有线性变化规律。这项研究展示了精确控制界面的直接方法，为系统设计和研究异相催化剂的界面效应提供帮助。
Hushui Chen, Taishi Xiao, Yan Xia, Hengyao Song, Xiangyun Xi, Xianwu Huang, Dong Yang, Tongtao Li, Zhengzong Sun, Angang Dong, Quantifying Interface-Performance Relationships in Electrochemical CO2 Reduction through Mixed-Dimensional Assembly of Nanocrystal-on-Nanowire Superstructures, Angew. Chem. Int. Ed. 2024 DOI: 10.1002/anie.202410039https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2024100397.湖南大学Angew：基于G-四链体RNA的PROTAC可靶向降解RNA结合蛋白FMRP以用于肿瘤免疫治疗脆性X智力障碍蛋白(Fragile X mental retardation protein，FMRP)是一种在人类肿瘤中异常高表达的RNA结合蛋白(RBP)，其在肿瘤侵袭、转移和免疫逃避等方面具有重要作用。然而，目前还没有能够靶向FMRP的小分子抑制剂。有鉴于此，湖南大学楚霞教授基于PROteolysis TArgeting Chimera(PROTAC)技术开发了首个FMRP靶向降解物，将靶向FMRP的G-四链体RNA(sc1)连接到von Hippel-Lindau(VHL)靶向配体肽上，从而构建了异双功能PROTAC(Sc1-VHLL)。1）Sc1-VHLL可在小鼠和人类癌细胞中通过泛素化途径特异性降解内源性FMRP。研究发现，FMRP降解能够显著改变肿瘤细胞的分泌模式，导致促炎细胞因子的表达增加，免疫调节含量减少。此外，当sc1-VHLL被包裹在可电离的脂质体纳米颗粒(LNP)中时，其能够有效靶向肿瘤部位，并降解癌症细胞中的FMRP。2）在CT26荷瘤小鼠模型中，肿瘤内的FMRP降解会显著促进淋巴细胞和CD8 T细胞的浸润，降低Treg细胞的比例，以重塑促炎肿瘤微环境，将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤。实验结果表明，将免疫检查点阻断(ICB)治疗与sc1-VHLL进行联合使用能够显著抑制肿瘤的生长。 Ruixi Peng. et al. G-quadruplex RNA Based PROTAC Enables Targeted Degradation of RNA Binding Protein FMRP for Tumor Immunotherapy. Angewandte Chemie International Edition. 2024DOI: 10.1002/anie.202402715https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2024027158.Chem. Rev.：倒置钙钛矿太阳能电池的前景与挑战最近，具有p-i-n结构的倒置钙钛矿太阳能电池（PSC）因其具有出色的稳定性、高效率、低成本、低温加工和与串联结构的兼容性等优势而受到广泛关注，导致其发展激增。具有倒置结构的单结和钙钛矿硅叠层太阳能电池（TSC）分别实现了26.15%和33.9%的认证PCE，显示出巨大的商业应用前景。为了加快现实世界的应用发展，研究进一步提高性能的关键挑战至关重要。 近日，北京大学朱瑞、龚旗煌、牛津大学Henry J. Snaith、萨里大学Zhang Wei等人综述研究了倒置钙钛矿太阳能电池的前景与挑战。1) 作者首先介绍了制备高效稳定倒置PSC的代表性方法，如成分工程、添加剂工程、溶剂工程、加工工程、电荷传输层创新和界面工程。然后，作者深入研究了倒置PSC具有出色稳定性的原因。随后，作者回顾了具有倒置PSC的TSC的最新进展，包括钙钛矿硅TSC、全钙钛矿TSC和钙钛矿有机TSC。2) 为了实现最终的商业部署，作者提出了与扩大规模、收集室内光线、经济评估和减少环境影响相关的研究。最后，作者讨论了倒置PSC在未来的潜力和挑战。Peng Chen et.al The Promise and Challenges of Inverted Perovskite Solar Cells Chem. Rev. 2024DOI: 10.1021/acs.chemrev.4c00073https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.4c00073
