本推文包含25篇文献，预计阅读时间约25min，大家挑感兴趣的关注。
1. J. Am. Chem. Soc：用于将CO2电还原产物从甲酸盐转化为CO的原子In催化剂
将CO2电化学还原为化学品和燃料是减少温室气体排放和能源短缺的一种有趣且有吸引力的方法。在本工作中，我们报告了使用In原子催化剂将CO2电还原为CO。通过In基金属有机框架(MOFs)和双氰胺的热解，将原子In催化剂锚定在N掺杂的碳(InA/NC)上。研究发现，在离子液体/MeCN混合电解质中，InA/NC对于选择性制备CO具有优异的性能。它不同于那些以甲酸盐/甲酸为主要产物的常见的In基材料。CO的法拉第效率(FE)和总电流密度分别为97.2％和39.4 mA cm-2，转换频率(TOF)约为40000 h-1。它是迄今为止报道的所有催化剂中CO产量最高的催化剂之一。此外，催化剂也具有优异的稳定性。详细的研究表明，InA/NC具有较高的双层电容、较大的CO2吸附容量和较低的界面电荷转移电阻，从而具有较高的CO2还原活性。对照实验和理论计算表明，InA/NC中的In-N位点不仅有利于COOH*解离生成CO，而且阻碍甲酸盐的生成，从而导致对CO而不是甲酸盐的高选择性。
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https://doi.org/10.1021/jacs.1c00151
2. 陈忠伟JACS：“瓶中双船”双金属催化剂设计实现高选择性和超长持久CO2电还原
使用可再生能源的电化学CO2还原(CO2RR)是一种生产碳平衡燃料的可持续方法。不幸的是，低能源效率、低产物选择性和快速失活是CO2RR电催化剂最棘手的挑战。在这里，我们策略性地提出了一种用于三元Zn-Ag-O催化剂的“瓶中双船”设计，其中ZnO和Ag相是孪生的，以构成浸渍在超高比表面积碳基体纳米孔内的单个超细纳米颗粒。双金属的电子构型可以通过构建Zn-Ag-O界面来调节，其中电子离域引起的电子密度重构增强了有利于CO生成的*COOH中间产物的稳定性，而通过改变速控步骤，使HCOO*形成一个高热力学壁垒，从而促进CO的选择性和抑制HCOO生成。此外，缩孔机制限制了双金属粒子的纳米尺寸，具有丰富的Zn-Ag-O异质界面和暴露的活性位点，同时抑制了纳米粒子在CO2RR过程中的脱落和团聚，增强了稳定性。所设计的催化剂对CO的能量效率为60.9%，法拉第效率为94.1±4.0%，并具有超过6天的优异的稳定性。除了提供高性能的CO2RR电催化剂外，本研究还提出了一种有前途的用于能量高效转换的催化剂设计策略。
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https://doi.org/10.1021/jacs.0c12418
3. J. Am. Chem. Soc：Cu(111)上CO2电化学还原的重新理解:嵌入相关波函数理论揭示的竞争质子耦合电子转移反应机制
铜(Cu)电极作为最有效的CO2还原反应(CO2RR)的电催化剂，可作为测定和验证电化学CO2还原成烃类反应机理的模型。由于无法通过实验确定原位电化学机理，因此通常使用密度泛函理论(DFT)进行机理分析。不幸的是，最常用于建模此类催化的半局部交换相关(XC)近似值会引起一个基本错误：预测最普遍存在的Cu面(即Cu(111))上CO(CO2RR中关键的中间产物)的错误吸附位点。这种长期存在的不一致性使人们对先前有关CO2RR动力学的DFT预测充满了怀疑。本文应用修正了XC函数误差的嵌入相关波函数(ECW)理论，通过表面氢化物(*H)转移和质子耦合电子转移(PCET)来研究Cu(111)上的CO2RR。我们预测，吸附的CO (*CO)与RHE相比，其在0.9 V时几乎相等地还原为两种中间体，即hydroxymethylidyne (*COH)和formyl (*CHO)。相反，半局部DFT近似值的预测更倾向于*COH。随着应用电位的增加，*COH(通过电位无关的表面*H转移形成)的优势减弱，转而形成*CHO和*COH(均通过电位依赖的PCET形成)的竞争性形成。我们的结果还证明了明确建模溶剂分子对预测电子转移势垒的重要性，并揭示了过度依赖还原反应的简单表面*H转移模型的缺陷。
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https://doi.org/10.1021/jacs.1c00880
4. Nat. Commun：关于使用水性模型电化学电池评估析氧催化剂稳定性的局限性
最近的研究表明，析氧催化剂在水性模型系统中的溶解与膜电极组件之间存在严重偏差。这个问题对广泛应用于现实世界水性测试的相关性提出了质疑。在本研究中，我们旨在确定导致溶解差异的过程。分别测试已知在两个系统中存在分歧的实验参数对Ir基催化剂溶解的影响。在水模型系统中研究Ir的溶解，该系统是与电感耦合等离子体质谱仪耦合的扫描流通池。膜电极组件中Ir OER催化剂的实际溶解速率通过专门开发的专用设置进行测量。过高的阳极催化剂层的酸度和在实际设备中随时间的稳定是导致溶解差异的主要因素。这里显示的结果为模拟实际电解槽操作条件下的阳极电催化剂测试参数提供了明确的指导方针。
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https://doi.org/10.1038/s41467-021-22296-9
5. Adv. Funct. Mater：固定在单层三氧化钨纳米片上的Pt单原子作为析氢反应的高效电催化剂
通过空间限制策略合成了单层WO3·H2O(ML-WO3·H2O)纳米片，然后将Pt单原子(Pt-SA)单独固定在单层WO3(ML-WO3)上，构建了单原子催化剂(SAC)。Pt-SA/ML-WO3保留了ML-WO3·H2O的单分子层结构，具有较高的单分子层比，可达93%，并具有丰富的缺陷(O和W空位)。该催化剂具有优异的电催化性能，电流-10 mA cm-2时的低过电势为-22 mV，在η= -50 mV时其转换频率高达87 H2S-1 site-1且具有长期稳定性。特别值得注意的是，它在η = -50 mV时的质量活性为87 A mgPt-1，是目前最先进的商业催化剂20 wt% Pt/C (0.54 A mgPt-1)的160倍。实验和DFT分析表明，其优异的性能来自于Pt单原子与载体之间的强协同效应。本研究为大规模制备ML-WO3纳米片提供了一条有效的途径，证明ML-WO3是SACs的优良载体，也揭示了SACs在减少催化剂中贵金属用量方面的巨大潜力。
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https://doi.org/10.1002/adfm.202009770
6. ACS Catal：宽电位窗口下非氮配位环境的单原子锡催化剂上将CO2电化学转化为CO
以不同配位结构取代传统的金属-N4配位是调控单原子催化剂(SACs)活性和选择性的一种有前景的策略。然而，对于可能产生多种化学物种的金属(如锡(Sn))驱动的CO2电还原，非氮配位环境对CO2还原路径的影响尚不清楚。本文中，我们报告了一种具有特殊配位结构Sn-C2O2F的Sn SAC，其能够将CO2还原为单一产物CO，在宽的电位范围内其法拉第效率高于90.0％(-0.2 to -0.6 V vs RHE），且峰值高达95.2％。由此产生的阴极能量效率和电流密度分别达到70.7％和186 mA cm-2。相反，甲酸盐主要是在Sn-N4位点上形成的。理论计算表明，C和O配位调节中间体的吸附，而Sn键合的F原子显著抑制析氢，从而促进CO2转化为CO。同时，通过O结合中间体将CO2转化为HCOO–或吸收的H和溶解的CO2直接反应也被抑制。
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https://doi.org/10.1021/acscatal.0c05514
7. Nat. Catal.: 可见光催化烯烃、丙烯和(杂)芳烃与CO2的二羧基化反应
通过模仿自然，光驱动的二氧化碳利用在有机合成中具有广阔的前景。然而，这种转化局限于仅将单个CO2分子并入有机化合物中，远远少于光合作用产物中固定的CO2分子数量。本文报道了可见光光催化烯烃，烯和（杂）芳烃二羧化与两个CO2分子的结合。该方法在温和的条件下实现了具有高化学选择性和非对映选择性的多个C-C键的形成，是一种简单、快速和可持续的开发有价值二羧酸的方法。这种无过渡金属的方法具有催化剂负载量低、对官能团的耐受性好、底物范围广、易于扩展和产物衍生等优点。机理研究表明，通过连续单电子转移，可见光诱导的双电子还原产生这种不饱和底物的自由基阴离子，拓宽了策略的范围。
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https://www.nature.com/articles/s41929-021-00594-1#auth-Da_Gang-Yu
8. J. Am. Chem. Soc.: 铜介导的自由基-极性交叉能够光催化氧化功能化空间较大的烯烃
氧化杂官能化反应是将烯烃和杂原子亲核化合物转化为复杂的饱和杂环化合物的最有吸引力的方法之一。然而，影响氧化杂官能化的最先进的过渡金属催化方法通常限于不受阻碍的烯烃，并且不同的亲核伙伴通常需要相当不同的反应条件。本文报道了一种Cu（II）介导的自由基极性交叉允许在大量的三取代和四取代烯烃和各种亲核伙伴之间进行高效和异常温和的光催化氧化杂功能化反应。此外，作者证明这种转化的广泛范围来自光催化烯烃活化，从而补充了现有的过渡金属催化氧化杂功能化方法。更广泛地说，这些结果进一步证明了Cu（II）盐是photodox应用的理想末端氧化剂，并且光催化底物活化和Cu（II）介导的自由基氧化的结合可以解决催化氧化化学中长期存在的挑战。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c02747
9. J. Am. Chem. Soc.: 纳米线Bi19Br3S27的界面工程促进近红外光照射下金属光催化CO2还原活性
开发高效的光催化剂，利用太阳辐射将二氧化碳转化为太阳能燃料，对能源可持续性和碳中和具有重要意义。本文通过碱蚀，引入界面重构策略，制备了富含Br和S双空位、表面Bi-O键合引入近红外（NIR）光响应的纳米线光催化剂V-Bi19Br3S27。所制备的V-Bi19Br3S27纳米线在近红外光照下单独激发时表现出将CO2转化为CH3OH的高效金属光催化还原性能。在没有任何助催化剂和牺牲剂的情况下，金属缺陷V-Bi19Br3S27的CH3OH生成量比Bi19Br3S27纳米线高2.3倍。具体的界面结构演化和反应机理已经被仔细地解释到原子尺度。这项工作为开发高性能硫基近红外光催化剂，将二氧化碳光子还原成乙醇，获得高价值的太阳能燃料化学品提供了独特的界面工程策略，为有效利用延伸到近红外范围的太阳辐射能，实现碳中和目标铺平了道路。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c01109
10. J. Am. Chem. Soc.: 包裹金纳米粒子的MOF膜用于直接等离子体光催化固氮
光催化固氮反应可以获取太阳能，将丰富而惰性的N2转化为NH3。本文利用金属有机骨架（MOF）膜作为纳米反应器的理想组装体，对金纳米粒子（AuNPs）进行分散和限制，实现了环境条件下的直接等离子体光催化固氮。在可见光照射下，金纳米粒子上产生的热电子可以直接注入吸附在金表面的N2分子中。这种N2分子还可以被强而局域的表面等离子体共振场激活，从而使氨的析出速率具有超线性的强度依赖性，在强辐照下具有更高的表观量子效率和更低的表观活化能。此外，由众多相互连接的纳米反应器组成的透气性Au@MOF膜可以保证AuNPs的分散性和稳定性，进一步促进N2分子和(水合)质子的传质，促进在所设计的气膜溶液界面处的等离子体光催化反应。结果表明，在可见光下（>400 nm，100 mw cm-2）氨的析出速率为18.9 mmol gAu-1 h-1，在520 nm处的表观量子效率为1.54%。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c13342
11. ACS Catal.: 单原子掺杂Ga2O3丙烷脱氢催化剂的合理设计
火山曲线已被证明在多相催化领域的新催化剂设计中特别有用。另一方面，对于给定的反应，优化催化剂性能的进一步提高本质上受到Sabatier原理的限制。本文对单原子掺杂的Ga2O3催化剂在丙烷脱氢反应中的吸附和催化行为进行了微观动力学分析，结果表明，Lewis酸碱相互作用可以突破火山状的活性曲线，这使得它有可能获得比火山顶附近最活跃的催化剂更好的催化性能。这一发现背后的原因是，金属氧化物表面上路易斯酸碱相互作用的存在可能会加强一对两性物种在M-O位的共吸附，从而产生明显不同的化学吸附能和过渡态能量标度关系。结果表明，在存在和不存在Lewis酸碱相互作用的情况下，M-O位H&H共吸附的形成能和O顶H吸附的形成能分别为两种不同的反应性描述符，其活性曲线呈直线和火山曲线。进一步的实验验证了理论预测的候选催化剂Ir1-Ga2O3比先前报道的微量Pt促进的Ga2O3催化剂更有效，为PdH工艺中金属氧化物催化剂的合理设计开辟了一条新的途径。
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05454
12. Nat. Catal.: 区域不规则和催化Mizoroki-Heck反应
钯催化烯烃与卤代芳烃的交叉偶联反应（Mizoroki-Heck反应）是构建新的碳碳键的有效方法。然而，这一反应的成功在一定程度上受到了双键上极显著的区域选择性的阻碍，这决定了缺电子烯烃只在β-碳上反应。本文证明了溶液中无配体、少原子的钯团簇催化肉桂酸碘油酯的α-选择性分子内Mizoroki-Heck偶联，并且机理研究支持肉桂酸钯团簇中间体的形成。根据这一原理，芳基碘化物与苯乙烯的α-选择性分子间偶合也通过包裹在微调和空间限制沸石空腔中的钯团簇来实现，以产生1,1-双芳基乙炔，其通过无金属光氧化催化偶合进一步与芳基卤化物结合。这些无配体的方法显著地扩展了Mizoroki-Heck偶联的化学空间。
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https://www.nature.com/articles/s41929-021-00592-3
13. Angew. Chem. Int. Ed.: 氧化还原活性MOF催化苄基C-H氧化反应的起源
通常使用有毒或贵金属催化剂来实现苄基碳氢化合物的选择氧化制酮，对于生产各种精细化学品非常重要。本文报道了在温和的条件下，在一种坚固的金属有机骨架材料MFM170上，苄基C-H基在广泛的底物中的有效氧化，该材料含有氧化还原活性[Cu2II（O2CR）4]电极。采用电子顺磁共振（EPR）光谱和同步辐射X射线衍射的综合研究，确定了桨轮部分通过部分还原为[CuIICuI（O2CR）4]物种激活氧化剂tBuOOH（叔丁基过氧化氢）的关键作用。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102313
14. Angew. Chem. Int. Ed.：亚秒时间分辨表面增强拉曼光谱揭示了铜上电化学CO2还原过程中的动态CO中间体
将二氧化碳（CO2）电催化还原为增值产品（如乙烯）是缓解温室气体排放的一种很有前途的方法，但电催化CO2还原反应（CO2RR）的许多细节仍不清楚。拉曼光谱适合于CO2RR机理的原位表征，但信号强度低以及由此导致的较差的时间分辨率（通常长达数分钟）阻碍了传统拉曼光谱技术在动态CO2还原反应研究中的应用，这需要不到一秒的时间分辨率。通过使用时间分辨表面增强拉曼光谱（TR-SERS），作者能够以亚秒的时间分辨率成功地监测Cu表面上的CO2RR。在相对于可逆氢电极（RHE）1.55 V的条件下进行阳极处理以及随后的表面氧化物还原（相对于RHE低于-0.4 V）导致铜电极表面粗糙化，从而导致TR-SERS热点，提高了时间分辨率（低至~0.7 s）并提高了CO2RR效率（即乙烯法拉第效率提高了四倍）。在TR-SERS中，SERS和CO2RR的热点最初形成（<7s），之后形成稳定的铜表面，周围的局部碱度增加。作者的测量结果表明，高动态CO中间体（其特征振动低于2060 cm-1）与C-C耦合和乙烯产量（-0.9 V vs. RHE）有关，而阴极偏压较低（-0.7 V vs. RHE）从孤立的静态CO表面物质中产生气态CO，并在2092 cm-1处产生明显的振动。作者的结果提供了宝贵的时间分辨的见解，可了解在铜上进行CO2电化学还原过程中电极表面和吸附的中间体的动力学性质，并展示了TR‐SERS在铜基电催化中跟随反应动力学的潜力。
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https://doi.org/10.1002/anie.202104114
15. Angew. Chem. Int. Ed.：等离子体氧化与电催化还原相结合高效固氮制氨
大气中的氮（N2）向氨（NH3）的转化是人类长期追求的目标。但是，目前一步一步固定N2受N≡N键的强活化和对NH3选择性低的阻碍。在这里，作者报告了N2到NH3的固定可以有效地分解为两步工艺，每个步骤中独立有效地解决一个问题，包括：
1）通过非热等离子体技术将N2轻松活化为NOx；
2）通过电催化还原将NOx高选择性转化为NH3。
重要的是，该工艺使用空气和水作为低成本原料，以便在环境条件下可扩展生产氨。为了将NOx还原为NH3，作者提出了一种新型的表面富硼核壳硼化镍电催化剂。结合一系列物理特征和原位光谱测量，作者发现富硼表面的特征是通过增强NOx吸附并抑制氢释放和表面Ni氧化来提高活性、选择性和稳定性的关键。因此，实现了198.3 µmol h–1 cm–2的高氨产量，以及近100%的法拉第效率。
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https://doi.org/10.1002/anie.202104394
16. Angew. Chem. Int. Ed.：三维过渡金属层状双氢氧化物析氧的本征电催化活性
层状双氢氧化物（LDHs）是碱性电解质中最活跃的析氧催化剂之一。然而，以前的研究要么集中在少层的LDH上，要么应用结构控制有限的合成路线，要么使用非内在活性指标。这阻碍了构建一致的结构-活动-关系。在此，通过采用原子结构控制的新的单独开发的合成策略，作者获得了一系列广泛的晶体α-MA(II)MB(III)LDH和β-MA(OH)2电催化剂（MA=Ni，Co，MB=Co，Fe，Mn）。作者进一步通过电化学活性表面积归一化得到了它们的本征活性，揭示了它们的发展趋势：NiFe-LDH、CoFe-LDH、无Fe-含Co的催化剂和无Fe-Co的Ni基催化剂。作者的理论反应性模型揭示，固有活性趋势源自反应中心的双金属位点性质，这导致化合物依赖性协同作用，以及各种比例关系，这些关系可用于设计性能更高的催化剂。
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https://doi.org/10.1002/anie.202100631
17. Angew. Chem. Int. Ed.：在铜-碘化铜催化剂上高速率地将CO2电还原为C2+产物
电化学CO2还原反应（CO2-RR）制备高能量密度、高可用性的碳氢化合物和含氧化合物（C2+）具有重要意义，为实现可再生能源的储存和碳循环提供了一条有前途的途径。在这里，作者通过物理混合铜纳米颗粒和CuI来设计具有丰富的Cu/Cu+界面的Cu-CuI复合催化剂。与流动池中的可逆氢电极相比，复合催化剂在−1.0 V下实现了591 mA cm−2的显著C2+局部电流密度，大大高于Cu（329 mA cm−2）和CuI（96 mA cm−2）对应的局部电流密度。在碱性电解液和外加电位的诱导下，Cu-CuI复合催化剂在CO2-RR条件下发生了显著的重构。结构表征和理论计算表明，Cu-CuI上的高C2+生成速率归因于残余Cu+和吸附的碘物种的存在，它们改善了CO的吸附并促进了C-C耦合。
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https://doi.org/10.1002/anie.202102657
18. Angew. Chem. Int. Ed.：原子硫填充氧空位优化氢吸收，促进碱性介质中的析氢反应
在碱性溶液中，由于很难形成结合质子，析氢反应通常动力学缓慢。本文报道了一种通过硫原子掺杂到反尖晶石NiFe2O4（S‐NiFe2O4）的氧空位（VO）中以产生具有增强电子转移能力的活性中心的电催化剂。作者的结果表明，这种电催化剂在10 mA cm-2的电流密度下具有61 mV的超低过电位，在1.0 M KOH介质中在1.0 A cm-2下具有60 h的长期稳定性。与VO耦合后，高电活性S原子有助于与质子结合。原位拉曼光谱显示，S位点吸收氢原子（H *）并原位形成S-H*，这有利于氢的产生并提高碱性溶液中的HER。DFT计算进一步验证了由S引入引起的H2O离解的能垒降低，这是导致其性能显著提高的关键因素。实验和理论研究都证实了S原子是NiFe2O4的活性中心。这项工作为设计新型电催化剂提供了一个简单而有效的解决方案，通过空位填充策略加速水的分解。
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https://doi.org/10.1002/anie.202104055
19. Angew. Chem. Int. Ed.：可见光与铁相互作用催化氮宾的形成与二恶唑酮的转化
本文描述了用可见光驱动的铁催化的氮宾转移反应与二恶唑酮进行分子间C(sp3)-N、N=S和N=P键的形成。这些反应采用外源性无配体工艺进行，在温和的反应条件下，具有良好的产率（高达99%）和广泛的底物适用范围（109个实例）。与分子内C−H酰胺化策略不同，作者设计了通过可见光诱导的氮宾转移反应进行分子间区域选择性C−H酰胺化。机理研究表明该反应通过自由基途径进行。计算研究表明，二恶唑酮的脱羧反应依赖于六重基态二恶唑酮结合铁物种通过可见光辐射转化为四重自旋态。
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https://doi.org/10.1002/anie.202016234
20. Angew. Chem. Int. Ed.：外表面扩散势垒对Pt/β催化正戊烷异构化反应的影响
沸石晶体的外表面含有运输障碍，阻碍分子的吸收和依赖它的过程，如催化和分离。然而，表面障碍在这类过程中的潜在主导作用才刚刚出现。在这项工作中，作者开发了一种通用的策略来量化表面势垒对沸石催化的影响。以Pt/β催化正戊烷异构化为模型反应体系。首先，采用化学液相沉积法对β沸石进行表面改性，以控制其表面势垒。SiO2的沉积导致β晶体的物理性质发生了很小的变化，但brnsted酸位点明显减少。用零长柱（ZLC）法测量了正戊烷在SiO2沉积后的表观扩散系数，结果表明正戊烷在SiO2沉积后的表观扩散系数增加了一倍以上，表明表面势垒减弱。在固定床反应器中进行了催化性能测试，结果表明，SiO2沉积后的表观催化活性提高了51-131%。这些结果直接证明了减少表面势垒是改善分子筛催化剂性能的有效途径。
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https://doi.org/10.1002/anie.202104859
21. Adv. Funct. Mater.：原子尺度上阴离子构筑反钙钛矿晶体用于电化学反应
在铂族金属中，钯作为铂的替代物被认为是最有效的电催化剂。尽管Pd和Pd-金属合金的电化学活性相当，但它们容易受到液体酸性电解质的影响，导致催化活性的降低。由于钯的电子结构很容易改变，钯镍合金被用来提高催化活性。在其他研究中，通过诱导Ni4N物种的形成，N原子被引入到更稳定的M-Ni催化剂中；然而，氮的结构分析和作用还没有被完全理解。本研究发现具有独特晶体结构的Pd–Ni合金氮化物对氧还原反应（ORR）具有良好的催化活性。氮化物PdNi纳米粒子具有化学式（PdxNi1−x）NNi3的新型整体反钙钛矿结构。独特的反钙钛矿晶体（PdxNi1−x）NNi3具有优异的ORR活性和稳定性，这源于单层Pd/反钙钛矿表面d带中心的下移和反钙钛矿核纳米晶的较低形成能。因此（PdxNi1−x）NNi3作为一种无铂Pd基电催化剂，通过实现比市售Pd/C高99倍的质量活性，在耐久性试验中，克服了Pd在酸性条件下的稳定性问题。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202009241
22. ACS Catal.：有机金属Pd（III）配合物通过双核Pd（III）中间体实现O2的电催化还原
开发用于O2选择性转化为H2O的电催化剂，即O2还原反应（ORR），对提高燃料电池的性能具有重要意义。分子催化剂是已知的可调解4H+/4e– 在控制多质子和多电子转移步骤，O2还原为H2O的稳定性和选择性受到限制。因此，评估过渡金属络合物（包括有机金属物种）的ORR活性可以发现具有改进性质的分子催化剂。已经报道的由四齿配体N，N稳定的各种有机金属PdIII配合物的合成和表征′-二叔丁基-2,11-重氮[3.3]（2,6）吡啶酚（tBuN4）。结果表明，这些配合物能与O2发生反应，并经历氧化诱导C–C和C–氧存在下的杂原子键形成反应。通过这些氧诱导的氧化转化评估这种有机金属钯络合物的ORR活性，这在任何分子钯催化剂上都是从未被研究过的。本文报道了[（tBuN4））PdIIIMeCl]+络合物在均相和非均相条件下在非水和酸性水电解质中的ORR反应性。[（tBuN4））PdIIIMeCl]+的循环伏安法和水动力电化学研究表明，O2电催化还原为H2O的法拉第效率（FEs）在MeCN中加入醋酸（AcOH）时为50-70%。在酸性水介质（pH0）中，将分子催化剂固定在边缘平面石墨（EPG）电极上，对H2O生成的选择性进一步提高了FE至80-90%。电化学数据分析表明在溶液中形成双核PdIII中间体，很可能是PdIII过氧PdIII物质，这决定了MeCN中[（tBuN4））PdIIIMeCl]+的ORR过程的热化学，是双分子ORR过程的罕见例子。在过电位为0.32 V的O2饱和MeCN中，在1 M AcOH的O2饱和MeCN，0.32 mM[（tBuN4）PdIIIMeCl]+的最大二阶周转频率TOFmax2=2.76× 108M–1S–1。相比之下，在氧气饱和的1 M H2SO4水溶液中有着相对较低的TOFmax2=1.25× 105 M–1S–1，观察到[（tBuN4））PdIIIMeCl]+PF6在0.8 V的较高过电位下吸附在EPG电极上。总的来说，本文报道了一项详细的ORR反应性，使用PdIII有机金属络合物来测试其对MeCN和酸性水溶液中O2还原的选择性和能量学。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05726
23. Adv. Mater.：放电等离子烧结法氟化金属氧化物制备具有高光催化OER活性的Ta3O7F和TaO2F
报道了聚四氟乙烯（PTFE，Teflon）废料经放电等离子烧结（SPS）处理金属氧化物的一般方法。其应用潜力如下：
i） 氧化氟化钽Ta3O7F和TaO2F是从塑料废料中获得的，不使用有毒或腐蚀性化学品进行氟化。
ii）较短的反应时间（几分钟而不是几天）将过程时间和能源成本减少了近三个数量级。
iii）氧化氟化物Ta3O7F和TaO2F以克数量的纳米颗粒产生。用工业烧结设备可将其合成量提高到kg。
iv）SPS处理改变了催化性能：虽然传统制备的Ta3O7F和TaO2F几乎没有催化活性，但SPS制备的Ta3O7F和TaO2F表现出较高的光催化析氧活性，达到了24.7%的光转化效率和0.86%的光转化偏压值。
这项研究表明，材料的性能取决于加工过程，这对理解和预测潜在因素提出了新的方向。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007434
24. Adv. Funct. Mater.：具有强2D/2D异质界面相互作用的Ni1−xCoxSe2-C/ZnIn2S4杂化纳米笼用于高效光催化析氢
基于半导体实现光生电子高效分离的基异质结构光催化剂对提高光催化释氢效率具有重要意义。本文提出一种新的Ni1−xCoxSe2-C/ZnIn2S4多层纳米笼，具有丰富而致密的ZnIn2S4纳米片/ Ni1−xCoxSe2型2D/2D异质界面。所构建的异质结构光催化剂暴露出丰富的异质结构‐为载流子提供宽而短的传输路径。这两种纳米片的紧密接触导致了ZnIn2S4和Ni1−xCoxSe2-C之间的强相互作用，以及改善光的分离和转移‐产生的电子‐空穴对。结果表明Ni1−xCoxSe2 -C/ZnIn2S4多层纳米笼不需要额外的贵金属‐金属助催化剂，在可见光照射下析氢速率为5.10mmolg-1h-1，与ZnIn2S4纳米片和裸露的Ni1−xCoxSe2 -C/纳米笼相比，分别高6.2倍和30倍。光谱表征和理论计算表明，ZnIn2S4与Ni1−xCoxSe2 -C之间存在较强的相互作用有力地促进光生载流子的分离和电子从ZnIn2S4向Ni1−xCoxSe2-C的转移。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202100923
25. Nat. Commun.： 通过轻原子和键的识别解析SAPO-34/18分子间的共生结构用于甲醇转化
催化剂材料的微观结构直接影响其宏观结构和催化性能。分子筛催化剂广泛应用于甲醇转化过程中，对其微观结构的原子解析将使我们对其结构-性能关系有更深入的认识。然而，由于其电子束灵敏度的限制，用电子显微镜对硅磷酸铝分子筛进行原子成像仍然具有挑战性。本研究通过集成差分相衬扫描透射电子显微镜（iDPC-STEM）实现了SAPO-34和SAPO-18分子筛中原子晶格的真实空间成像，包括Al–O–P原子和键。SAPO-34和SAPO-18结构域在SAPO-34/18共生体中的空间分布可以得到清晰的解析。通过改变原料中的Si含量和模板剂，得到了两种SAPO-34/18催化剂，即分级催化剂和三明治结构催化剂，它们分别具有高度混合和分离的SAPO-34和SAPO-18晶格。内产物扩散距离的减小大大提高了两种催化剂在甲醇转化中的催化性能。根据观察到的晶格和元素在这些催化剂中的分布，可以初步了解SAPO-34/18共生催化剂的合成条件和结构之间的相互关系，从而根据其独特的结构进一步改进其性能。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-22438-z
