纳米前沿最新集锦20180319

1. JACS: 全无机钙钛矿太阳能电池

Chong Liu 等人以 ZnO@C ₆₀ 作为导电层构建的全无机太阳能电池 FTO/NiO _x /CsPbI ₂ Br/ZnO@C ₆₀ /Ag ，其 PCE 为 13.3% ， V _oc =1.14 V, J _sc =15.2 mA/cm ² ,FF=0.77. 且在 85 ℃工作 360 h 后仅降低 20 % ，远优于有机 - 无机杂化太阳能电池。

Chong Liu, Jiandong Fan, Yaohua Mai et al. All-InorganicCsPbI2Br Perovskite Solar Cells with High Efficiency Exceeding 13% J. Am. Chem. Soc. , DOI: 10.1021/jacs.7b13229

2. JACS: 金属碳硼烷增强 MOF 导电性

Chung-Wei Kung 等人选择性地在 NU-1000 的微孔孔道中引入 Ni(IV) 碳硼烷作为吸电子客体，与MOF骨架供电子 Linker组 合大幅增强了 MOF 的导电性。而 NU-1000 的介孔孔道还可以继续引入其他物种。如在引入 Ni 碳硼烷的基础上再引入 MnO _x 后的电容量相比只引入 MnO _x 高 10 倍。

Chun-Wei Kung, Omar K. Farha et al. Increased Electrical Conductivity in a mesoporous Metal-Organic Framework Featuring Metallacarboranes Guests J. Am. Chem. Soc. , DOI: 10.1021/jacs.8b00605

3. JACS: 单原子 Au 提升 NiFe LDH 催化 OER

Jingfang Zhang 等人在 NiFe LDH 中引入 0.4 wt% 的单原子 Au 后可以使得其催化 OER 性能提升约 6 倍（过电势为 0.21 V） 。OER反应过程中， NiFe LDH 原位转变成 NiFe(OOH) _x 并由插层阴离子和 H ₂ O 所稳定。 DFT+U+vdW 计算发现在，单原子 Au 的引入使得其周围的 Fe 原子的电子结构发生变化，从而提升 OER 性能。

Jingfang Zhang, Weichao Wang, Bin Zhang et al. Single-Atom Au/NiFe Layered Double Hydroxide Electrocatalyst: Probing the origin of Activity for Oxygen Evolution Reaction J. Am. Chem. Soc. , DOI: 10.1021/jacs.8b00752

4. JACS ：超薄介孔 TiO ₂ 膜

Kun Lan 等人以 F127/TiO ₂ 组装所形成的胶束为前驱体，在溶液中甘油分子的强吸附保护作用下，经水热反应得到 2D 介孔 TiO ₂ 膜，其比表面积达 210 m ² /g ，且厚度在 5.5 - 27.6 nm 之间可调。得益于其较大的空间容量，该材料在 Na 离子电池测试中 100 mA/g 电流密度下容量为 220 mAh/g 。在 10 A/g 电流密度下循环 10 000 次后依然保持 22 mAh/g 密度。

Kun Lan, Dongyuan Zhao et al. UniformOrdered Two-Dimensional Mesoporous TiO2 Nanosheets from Hydrothermal-InducedSolvent-Confined Monomicelle Assembly J. Am. Chem. Soc. , DOI: 10.1021/jacs.8b00909

5. JACS ： LB 酸加速催化烷烃脱氢制烯烃

Moritz W.Schreiber 等人将 H-ZSM-5 中部分质子用 Ga ⁺ 交换，所得 Ga/Al 比例 1/2 的 Ga/H-ZSM-5 催化丙烷脱氢制丙烯反应的活性比交换前提高 2 个数量级。 DFT 计算认为 Ga ⁺ 的引入构建了 Lewis- Brønsted 酸加速了丙烷 C-H 键的异裂脱氢和丙烯脱附过程，而使得活性大增。

Moritz W. Schreiber, Ricardo Bermejo-Deval, Johannes A. Lercher et al. Lewis−BrønstedAcid Pairs in Ga/H-ZSM ‐ 5 To Catalyze Dehydrogenation of Light Alkanes J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.7b12901

6. JACS: 聚噻吩 /SWNT 增强锂离子电池负极

Yo Han Kwon 等人以聚噻吩化合物 PPBT包裹负极，PPBT 中的羧酸根基团与 sFe ₃ O ₄ ,Si 纳米线等相互作用防止负极材料结构在充放电过程中因体积变化而被破坏，而噻吩基团与 SWNT 相互作用增强电子传导速率，从而使得锂离子电池性能得到提升。

Yo Han Kwon, Amy C. Marschilok, Elsa Reichmanis et al. SWNT Anchored withCarboxylated Polythiophene “Links” on High- Capacity Li-Ion Battery AnodeMaterials J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.8b00693

7. Angew: Na-K 离子水系电池

Chunyi Liu 等人以 K ₂ FeFe(CN) ₆ 作为正极，以碳包裹的 NaTi ₂ (PO ₄ ) ₃ 作为负极组成的基于水溶液电解质 Na-K 混合离子电池， 0.5 C 下具有 160 mAh/g 容量， 60 C 下循环 1000 次后仍有 94.3% 的容量。其能量密度达 69.6 Wh/kg， 与铅酸电池，镍镉电池等相当。

Chunyi Liu, Miaqi Xue, Rui Li, Feng Pan, et al.Engineering Fast Ion Conduction and Selective Cation Channels for High-Rate and High-Voltage Hybrid Aqueous Battery Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201800479

8. Angew: 长效酶 -MOF 活化肿瘤治疗药物前体

Xizhen Lian 等人以络氨酸酶 -MOF 作为纳米反应器，可以在细胞内原位催化活化 醋氨酚药物前体 产生 ROS 和 GSH， 从而达到肿瘤治疗效果。该纳米反应器效能可以持续长达 3 天，而未与 MOF 结合的酶催化剂只能持续几个小时。

Xizhen Lian, Hong-Cai Zhou, et al. Long-PersistentEnzyme-MOF Nanoreactor Activates Non-toxic Paracetamol for Cancer Therapy Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201801378