顶刊动态|Nature Materials纳米材料研究进展汇总【2016.05月刊】

1、配体置换胶体驱动金属氧化物纳米晶体催化

表面化学对胶体纳米晶体的实用化起着关键作用，在这方面，金属氧化物纳米晶体（NCs）与其他NCs相比，表面酸性配位体吸附突出，并证明出其吸附的关键是电子转移。

近期，比利时根特大学Jonathan De Roo团队报道出，化学驱动配位置换可促进结合的羧酸转换成非配位酰胺或酯。更进一步研究得出，持续配位置换，加入过量羧酸，会形成酯催化途径。金属氧化物可以通过化学驱动配体置换，形成有效的纳米晶体催化剂。

图1 配位置换形成酰胺和酯化

文献链接：Colloidal metal oxide nanocrystal catalysis by sustained chemically driven ligand displacement

 2、Kerogen纳米结构真实分子模型

Kerogen作为烃类有机骨架扮演着非常重要的角色，它主要来源于烃源岩。但Kerogen的化学，形貌和力学之间的相互联系还没有理解清楚。页岩气量的升高对环境有很大的影响，辨别地球化学，运输，弹性，及断裂性能与功能性关系，在Kerogen真实分子模型之中尤为重要。

Benoit Coasne利用混合实验—模拟这种方法，提出一组Kerogen真实分子模型，并提供一些详细的图片证实Kerogen纳米结构，但模型不考虑黏土和其他矿物页岩存在。

图2 Kerogen在富有机页岩气中形成

文献链接：Realistic molecular model of kerogen’s nanostructure

3、有机交联方法合成超晶格提升力学性能

科学界普遍认为，由各向异性和纳米尺度的的矿物组成的天然生物复合材料， 其机械性能优于那些含量少的矿物和有机成分的复合材料。

对于机械强度高于微量成分的矿物与有机成分的复合材料原因，Axel Dreyer通过实验证明：自组装球形氧化铁纳米颗粒，在油酸分子中通过热致交联反应相互连接形成超晶格，该结构具有异常高的弯曲模量114GPa，硬度达到4GPa，强度为630MPa。利用纳米机械模型解释，这些优异的力学性能主要是因为有机分子连接成共价骨链。Axel Dreyer认为他们的交联方法也适用于复杂纳米粒子体系。

图3 纳米复合材料力学性能表征

文献链接：Organically linked iron oxide nanoparticle supercrystals with exceptional isotropic mechanical properties

4、界面电荷效应控制Pt选择性催化

调谐异质金属催化剂电子结构已成为优化催化活性的一种有效方法。合成乙二胺涂层超薄铂纳米线作为模型催化剂，通过简单有机修饰来诱导界面电子效应，从而在催化加氢过程中控制金属催化剂的选择性。

厦门大学郑南峰课题组运用工业上很重要的物质—Pt纳米线，选择性生产N-羟基苯胺。机理研究表明：电子从乙二胺施主中转移到铂纳米线表面，使得表面富集电子。在催化过程中，界面电子效应使得催化剂表面出现吸附电子-缺陷反应物，阻止全部氢化。更重要的是，界面电子效应是通过简单有机修饰实现的，用这种方法这也可以对商业催化剂Pt进行优化。

图4 极细Pt纳米线结构分析

文献链接：Interfacial electronic effects control the reaction selectivity of platinum catalysts

本文由材料人编辑部学术组叶岚山供稿，材料牛编辑整理。

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