纳米前沿最新集锦20180430

1. Nat. Chem. 室温 Ca 离子电池

Meng Wang 等人以 Sn foil 和石墨作为负正极，可以在室温下实现 Ca 离子电池的充放电。伴随 PF ₆ ^- 在石墨中插层 / 去插层，充放电过程中会形成 SnCa 合金 / 去合金化。其工作电压高达 4.45V, 且循环充放电 350 次后依然保持原来 95% 的容量。

Meng Wang, Hui-Ming Cheng, et al. Reversiblecalcium alloying enables a practical room-temperature rechargeable calcium-ion battery with a high discharge voltage

Nat. Chem. DOI/10.1038/s41557-018-0045-4

2. Nature Mat. 气液固三相界面生长单层 MoS ₂ 纳米带

Shisheng Li 等人发现在 NaCl 晶体表面以 MoO ₃ 和 S 作为CVD前驱体制备 MoS ₂ 的过程中，高温下 MoO ₃ 与 NaCl 在表面反应形成了 Na-Mo-O 液滴，该液滴可以控制 MoS ₂ 在表面“爬行”生长。所得到的 MoS ₂ 为单层纳米带，其宽度尺寸可达几十到几百纳米。

Shisheng Li, Goki Eda, et al. Vapour–liquid–solidgrowth of monolayer MoS2 nanoribbons

Nature Mat. DOI 10.1038/s41563-018-0055-z

3. Nature Commun. ：纳米孔道分子传输

Giacomo Bruno 等人采用微流控研究了带电荷/不带电荷 （正负或中性分子） 的分子在 ~2.5 -250 nm 尺寸的孔道中的扩散传输行为。他们发现，当孔道尺寸降低至 5 nm 以下时，分子的传输行为便不再与分子所带电荷性质，相关，而且其扩散速率均发生了数量级的降低。该研究可以为其他领域涉及限域孔道传输的研究提供指导。

Giacomo Bruno, Alessandro Grattoni, et al.Unexpected behaviors in molecular transport through size-controlled nanochannels down to the ultra-nanoscale

NATURE COMMUNICATIONS | DOI: 10.1038/s41467-018-04133-8

4. JACS: STM-TERS 表征酞氰 Co 活化 O ₂

Duc Nguyen 等人结合超高真空下的针尖增强拉曼TERS， STM ，同位素置换和 DFT 等方法超高分辨地表征了 O ₂ 的酞氰钴（ CoPc ）上的活化行为。他们发现，表面不仅包括分子 O ₂ 吸附，还有解离后的 Co-O 。而且，由于 O-O ，和 Co-O 振动与酞氰环的振动可以发生耦合，导致这些活化物种表现出不同的振动模式。

Duc Nguyen, Richard P. Van Duyne, et al. ProbingMolecular-Scale Catalytic Interactions between Oxygen and Cobalt PhthalocyanineUsing Tip-Enhanced Raman Spectroscopy

J. Am. Chem. Soc. , DOI: 10.1021/jacs.8b01154

5. JACS: MOF 辅助克服缺氧肿瘤细胞的免疫治疗

Guangxu Lan 等人以 Fe-oxo 和吡啶类配体做成的 Fe-TBP 为敏化材料，可以有效地增强肿瘤细胞内缺氧条件下的免疫治疗。研究发现 Fe-TBP 的引入可以大幅提升 T 细胞的穿透性，结合α -PD-L1 免疫制剂，可以使得小鼠的色素瘤退化 90% 以上。

Guangxu Lan, Wenbin Lin, et al. NanoscaleMetal−Organic Framework Overcomes Hypoxia for Photodynamic Therapy PrimedCancer Immunotherapy

J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.8b01072

6. Angew ：动态 Cu cube 催化 CO ₂ 电还原

Philipp Grosse, Dunfeng Gao 等人结合原位电镜，原位 X 射线吸收等表征发现在 碳 布上负载的 Cu 立方块在催化 CO ₂ 还原的过程中其结构会发生变化， Cu(100) 面逐渐消失，表面会变得粗糙出现孔洞， CuOx 物种被还原，同时多碳产物产率降低。相比， Cu foil 上负载的 Cu 立方块可以保持相对稳定的结构和价态。

Philipp Grosse, Dunfeng Gao, Beatriz Roldan Cuenya, et al. Dynamic Changes in the Structure, Chemical State and Catalytic Selectivity of Cu Nanocubes during CO2 Electroreduction: Size and SupportEffects

Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201802083

7. Angew: C 量子点掺杂 g-C ₃ N ₄ 催化光解水 HER

传统的 g-C ₃ N ₄ 催化光解水 HER 的反应活性并不高， YangWang 等人将 C 量子点前驱体与尿素一起热解后可以得到 C 量子点掺杂在 g-C ₃ N ₄ 片层中的纳米管。这种结构大幅提升了光生载流子的分离效率，使得光解水产 H ₂ 的速率可达 3538 μ mol/g/h ，其 420 nm 的量子效率可达 10.94 % 。

Yang Wang, Xuewqing Liu, Zhen Li, Yanli Zhao, et al. Carbon Quantum Dot Implanted Graphite Carbon Nitride Nanotubes: ExcellentCharge Separation and Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution

Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201802014

8. Angew: MOF 负载 Pt ⁰ ₂ 簇

Marta Mon 等人在 MOF ， {Ca ^II Cu ^II ₆ [(S,S)-methox] ₃ (OH) ₂ (H ₂ O)}·16H ₂ O 中负载 K ₂ PtCl ₄ 进一步通过 NaBH ₄ 还原，可以得到 (Pt ⁰ ₂ ) _0.5 -(Pt ^II Cl ₂ )@{Ca ^II Cu ^II ₆ [(S,S)-methox] ₃ (OH) ₂ (H ₂ O)}·15H ₂ O ， Pt 的负载量为 17 wt% ，并且在 MOF 中高度分散，其中~ 50% 以 Pt ⁰ ₂ 簇状态存在。该催化剂在低温（ 25-140 ℃）催化 CO+NH ₃ 合成 NH ₄ CN ， CO ₂ 甲烷化，以及烯烃催化氢化反应中均表现出超高的活性。

Marta Mon, Miguel A. Rivero- Cresop , Antonio Leyva-Perez, Avelino Corma, Donatella Armentano, Emilio Pardo, et al. Synthesis of Densely Packaged, Ultrasmall Pt ⁰ ₂ Clusters within aThioether-Functionalized MOF: Catalytic Activity in Industrial Reactions at LowTemperature

Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201801957

9. Angew ： Al 掺杂 NiOx 电极增强 Li 离子电池稳定性

在 NiO _x 为负极的锂离子电池中，当其中 Li 比较高的时候暴露空气之后便会形成 LiOH, Li ₂ CO ₃ , 和 LiHCO ₃ 等物种，从而影响电池性能。 Ya You 等人发现在 NiO _x 层中引入 Al 后可以抑制上述物种的形成，从而提高锂离子电池的稳定性，使得电池在暴露于空气环境中依然可以稳定工作 30 天。