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纳米前沿最新集锦20170911

纳米人  · 公众号  ·  · 2017-09-11 06:55

正文

1. JACS:有机镁离子电池材料

Xiulei Ji等人发现3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA)对于Mg2+, Ca2+等高电荷密度的离子可以通过范德华相互作用展示出较好的存储功能。通过XRDTEM和理论计算他们发现,在水溶液中,当Mg2+PTCDA结合后会使得PTCDA在(011)方向发生收缩,而会使得(021)方向发生扩张。作为镁离子电池电极材料,其具有125 mA h/g的容量,在3.7 C时仍有75 mA h/g的容量。此外在Ca2+离子电池中容量也可以达到8-mA h/g

Mg-Ion Battery Electrode: An Organic Solid’s Herringbone Structure Squeezed upon Mg-Ion Insertion

J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.7b06313

 

2. JACS:离域π电子提升Cu(II)催化水氧化

Victor S. Batista Antoni Llobet等人设计了具有不同π电子离域基团的 [(Lpy)CuII]2–22–,(Lpy is 4-pyrenyl-1,2-phenylenebis(oxamidate) ligand)  [(L)CuII]2– , 12– (L is o-phenylenebis(oxamidate))。由于2中芘环基团具有更大的离域π电子基团,因而在催化电解水反应中21的过电势低150 mV。进一步将2通过π-π相互作用固定于石墨烯上指挥可以进一步提升其催化活性,使得过电势降低至538mV, 反应速率达 540 s-1, TON可达5300.

Electronic π-Delocalization BoostsCatalytic Water Oxidation by Cu(II) Molecular Catalysts Heterogenized on Graphene Sheets

J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.7b06828

 

3. JACS:上转换NO检测

Jishan Li等人将可以在540 nm656 nm响应的上转换纳米颗粒与可以同NO反应的罗丹明B衍生物(RdMs)包裹在具有介孔结构的SiO2中,并在外层修饰β-cyclodextrin (βCD)后,便可以用于生物组织,细胞内的NO检测。NORdM反应后引起其分子内开环反应,并伴随500 nm600 nm波长区间的吸收,其吸收峰正好与上转换荧光波长耦合,因此而引起I656/I540 的升高,且该比值与NO的浓度正相关。

Upconversion Nanoprobes for the RatiometricLuminescent Sensing of Nitric Oxide

J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.7b06059

 

4. Angew:有机反应重原子隧穿速率

根据过渡态理论,反应速率k =κ(RT/h)exp(-ΔG/RT),其中κ为根据量子隧穿对于经典过渡态理论的矫正因子,可以看做隧穿反应的速率。κ数值可以通过一维隧穿模型估计,其中有Bell理论κBell,和Wigner理论κwCharles Doubleday等人系统计算了13种有机的small curvature tunneling速率 κsct,他们发现,在这些反应中量子隧穿过程可以占整个反应速率的25~95%。此外,在高温(>250 K)时,一维隧穿模型中的 κBell可以非常精确地预算κsct

Heavy-atom tunneling calculations in thirteen organic reactions: tunneling contributes to the rate, and Bell'sformula closely approximates multidimensional tunneling at 250 K.

Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201708489

 

5. Angew:仿生液体分离

Lei jiangZhichao Dong等人制备了一种新型的猪笼草唇口表面结构仿生材料用于油包水型液滴的油水分离。该材料与传统的膜分离或者海绵状多孔物质吸收的策略不同,可以使得油包水液滴在其表面上发生油水分离,分别向不同的方向流动,从而可以高效地进行油水分离。此外,该材料还可以用于两种油类混合液滴的分离,所需表面张力的差别可以低至14.7 mN/m。而且可以耐受黏度系数达到几百的液体,大幅增加了该材料的应用范围。

Peristome-mimetic Curved Surface for Spontaneous and Directional Separation of Micro Water-in-Oil Drop

Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201706665

 

6. Angew:X射线吸收层析成像

在分子筛等材料催化重油液相裂解反应过程中,常会由于催化剂中的Fe组分或者油品中的杂质Fe组分导致催化剂的永久失活。Jeroen A. Van Bokhoven等人通过X射线吸收层析成像的方法研究了失活后的单个催化剂颗粒中Fe组分的分布情况。他们发现,催化剂中的Fe2+主要分布于孔道增加的地方。而从原料引入的中的Fe3+离子主要富集在颗粒外层密度较高的部分,且对形成这种包裹式的颗粒有主要贡献。

Localization and Speciation of Iron Impuritieswithin a Fluid Catalytic Cracking Catalyst

Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201707154

 

7. Angew:柱型金属Li电极材料

Qiang Zhang等人通过在LiF保护的Cu基底上控制金属Li的沉寂,得到不同形貌和组织结构的金属Li电极。他们发现所得到的超细柱型分布的金属Li电极可以有效地抑制充放电过程中Li支晶的形成,从而大幅提升其循环稳定性。

Columnar Lithium Metal Anodes

Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201707093


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