七月国刊大赏:万立骏、李亚栋、巩金龙、赵永生、郑南峰、朱宏伟、车仁超…他们都发了国产期刊
1.车仁超Nano-Micro Letters:由MOF衍生的Ni1-xCox@Carbon,具有可调谐的纳米微结构,重量轻且具有高效电磁波吸收
功能材料的固有电磁特性和特殊的纳米微结构对其电磁波能量转换,尤其是在微波吸收(MA)场中,具有重要影响。复旦大学车仁超教授通过溶剂热反应和随后的退火处理成功地合成了由金属-有机骨架(MOF)衍生的多孔Ni1-xCox@Carbon复合材料。从配位中受益,碳化的双金属Ni-Co-MOF保持了其初始骨架,并转变为具有可调纳米微结构的磁性碳复合材料。在热分解过程中,生成的磁性颗粒/团簇充当催化剂以促进碳sp2的排列,形成特殊的核-壳结构。因此,纯Ni@C微球比其他Ni1-xCox@Carbon复合材料表现出更强的MA行为。出乎意料的是,磁电Ni@C复合材料具有最强的反射损失值-59.5dB,有效吸收频率覆盖的范围高达4.7 GHz。同时,通过将吸收剂含量从25%调节至40%,也可以提高MA容量。轴向电子全息技术证实了MOF衍生的Ni1-xCox@Carbon微球的磁-电协同效应。
文献链接:
MOF‑Derived Ni1−xCox@Carbon with Tunable Nano–Microstructure as Lightweight and Highly Efcient Electromagnetic Wave Absorber.
(Nano-Micro Letters, 2020, DOI: 10.1007/s40820-020-00488-0)
2.巩金龙Science China Chemistry:缺陷介导的Pt/TiO2催化剂的活性——钛和氧空位的不同作用
缺陷在氧化物载体中无处不在,并且经常可以调节载体金属催化剂的催化性能。天津大学的巩金龙教授在这项工作描述了TiO2载体中钛和氧空位在担载Pt催化剂对CO氧化的催化性能中的独特作用。 将铂负载在具有氧空位(VO-TiO2)和钛空位(VTi-TiO2)的TiO2载体上。作者发现TiO2的不同缺陷可以显着改变Pt的电子性能,从而改变CO的吸附强度。CO在Pt/VTi-TiO2上的吸附强度增强,而Pt/VO-TiO2的强度变弱。另外,缺陷的存在也将促进催化剂的还原性。由于具有优异的氧化还原能力,Pt/VTi-TiO2和Pt/VO-TiO2均表现出比普通TiO2负载的Pt更高的CO氧化活性。
文献链接:
Defect-mediated reactivity of Pt/TiO2 catalysts: the different role of titanium and oxygen vacancies.
(Science China Chemistry, 2020, DOI: 10.1007/s11426-020-9798-2)
3.李亚栋和王定胜Nano Research:控制碳中的N掺杂类型以促进单原子位点Cu催化喹啉转移加氢
N掺杂碳(CN)材料上的单原子位点(SA)催化剂因其活性位点为M-Nx而具有突出的性能。由于这些CN中N物种通常具有随机的掺杂行为,因此很难调节其掺杂类型并弄清其对此类催化剂催化性能的影响。清华大学的李亚栋和王定胜报道通过与不同的金属氧化物复合,CN中的N掺杂类型可以分别控制为吡咯N和吡啶二N。发现CN中不同的掺杂N物种的比例取决于复合金属氧化物主体的酸度和碱性。由于吡咯-N的配位作用,SA Cu催化剂在温和的条件下表现出更高的活性(两倍),可以喹啉转移加氢,从而以良好的选择性(99%)获得有价值的分子四氢喹啉。主要的吡咯-N配位作用诱导的SA Cu物种较高的电子密度有利于氢转移过程,并降低了氢化途径的能垒,从而提高了催化效率。
文献链接:
Controlling N-doping type in carbon to boost single-atom site Cu catalyzed transfer hydrogenation of quinoline.
(Nano Research, 2020, DOI: 10.1007/s12274-020-2977-4)
4.朱宏伟和王顺Science China Materials:通过常压化学气相沉积法在软化铜箔上生长的高质量双层石墨烯
双层石墨烯(BLG)由于其独特的电气和机械性能,在下一代电子产品中显示出巨大的应用前景和潜力。但是,尽管化学气相沉积(CVD)技术已经成熟,但是大面积高质量BLG膜的可扩展合成仍然是一个巨大的挑战。在这项研究中,清华大学的朱宏伟和华中科技大学的王顺报道了一种通过大气压力CVD在平坦的软化铜箔上生长BLG的可靠方法。适量的残余氧可加快BLG域的生长,同时抑制多层的形成。在低氢压力下提高成核密度可有效提高膜的连续性。基于优化的CVD工艺,实现了石墨烯薄膜在4×4 cm2铜箔上的生长,平均BLG覆盖率为76%。形态和结构表征证明了BLG的高质量。研究了基于AB堆叠的BLG的双栅场效应晶体管,该晶体管的带隙可调,并且在室温下的载流子迁移率高达6790 cm2/V/s。
文献链接:
High-quality bilayer graphene grown on softened copper foils by atmospheric pressure chemical vapor deposition.
(Science China Materials, 2020, DOI: 10.1007/s40843-020-1394-3)
5.傅钢和郑南峰Research:一氧化碳促进金属团簇催化剂上的催化加氢
尺寸效应在催化加氢中起关键作用。具有有限数目的金属原子的高度分散的超小簇是桥接单原子金属催化剂和金属纳米颗粒的下一代催化剂的一种候选。然而,由于不利的电子性能及其与基底的相互作用,它们通常表现出缓慢的活性。利用小尺寸,它们的催化性能将由表面结合物质介导。金属簇配位化学的结合带来了新的机遇。对于Pt类金属催化剂,CO失活是众所周知的,因为CO的强吸附会阻止活性中心。
厦门大学的傅钢教授和郑南峰教授证明当使用超小Pd簇时,CO可以用作催化氢化的促进剂。通过DFT计算,作者发现Pdn(n=2-147)团簇由于氢原子及其上的反应中间体结合太强而显示出缓慢的氢化活性,而引入CO会降低邻位点的结合能,从而增强邻位点的结合能。实验上,通过在氧化物上沉积预先建立的[Pd2(μ-CO)2Cl4]2-簇来制备负载型Pd2CO催化剂,并证明是出色的苯乙烯加氢催化剂。通过在Pd簇状催化剂上去除并重新引入适量的CO,可进一步通过实验验证CO的促进作用。
文献链接:
Carbon Monoxide Promotes the Catalytic Hydrogenation on Metal Cluster Catalysts.
(Research, 2020, DOI: 10.34133/2020/4172794)
6.万立骏和曹安民Mater. Chem. Front.:中空碳纳米球——锂离子电池的合成及应用
中空碳纳米球(HCN)在不同类型的电化学存储设备中已发现了广泛的应用。独特的中空结构赋予碳电极材料良好的反应动力学,对结构变形的高度机械依赖性以及强大的功能材料加载能力,这使其在不同的储能系统中特别受关注。
中国科学院的万立骏和曹安民总结了HCNs研究的最新进展,重点是合成策略及其在后锂离子电池系统中作为高性能电极材料的相应应用。除了广泛实施的模板路线外,还将介绍基于聚合物前体化学设计的自模板路线。致力于合成过程中的形状演化机制,还将重点介绍不同方法对HCN关键结构特征(包括形状,组成和体系结构)的控制能力。此外,作者介绍了制备的HCN在后锂离子电池中的代表性应用,例如锂硫电池,钠离子电池和钾离子电池。作者尝试将电池性能与HCN的结构特征相关联,以不仅充分利用形状控制方面的优势,而且还有助于对新兴技术中电荷存储机制的理解。
文献链接:
Hollow Carbon Nanospheres: Syntheses and Applications for Post Lithium Ion Batteries.
(Mater. Chem. Front., 2020, DOI: 10.1039/D0QM00313A)
7.张玉红Org. Chem. Front.:镍催化的芳烃双C(sp2)-H活化——合成二芳基醚的新途径
浙江大学张玉红开发了一种新的有效方法,可通过一应俱全的苯甲酰胺通过镍催化的双C(sp2)-H活化,在一锅中组装有价值的二芳基醚。该转化构成直接由简单的芳烃构建二芳基醚的第一个实例。该协议具有出色的官能团耐受性和化学选择性。对照实验表明,酰氧基苯甲酰胺是关键中间体。
文献链接:
Nickel-Catalyzed Dual C(sp2)-H Activation of Arenes: A New Route to Diaryl Ether.
(Org. Chem. Front., 2020, DOI: 10.1039/D0QO00655F)
8.赵永生和闫永丽National Science Review:具有多个发射状态的智能响应式有机微激光器,用于高安全性光学加密
现代的高安全性加密和光通信要求隐蔽的位序列具有高编码能力和有效的身份验证。具有易于区分的读出的刺激响应激光发射在编码领域中有望成为一种新颖的密码原语,而该应用经常受到发射状态数量有限的限制。中科院赵永生和闫永丽报道了一种策略,该方法在引入了供体-受体对的响应性有机微球体中实现了多个竞争性激光信号。通过调节供体的辐射速率与能量转移速率之间的竞争,可逆地切换了来自供体和受体的竞争激光,所产生的多个激光信号实现了可识别密码实现的四元编码。使用4×4微激光阵列演示了数据加密和提取,在避免泄露安全信息方面显示出广阔的前景。结果提供了对有机复合材料中激发态动力学的全面理解,这可能在高安全性光学记录和信息加密中起主要作用。
文献链接:
Smart responsive organic microlasers with multiple emission states for high-security optical encryption.
(National Science Review, 2020, DOI: 10.1093/nsr/nwaa162)
9.葛锜、王兆龙、Nicholas X. Fang: 基于投影微立体光刻的3D打印技术及其应用
投影微立体光刻(Projection Micro Stereolithography – PμSL)是一种基于面投影光固化原理的高精度(最高可达0.6微米)增材制造(3D打印)技术。该技术可以用于制造具有跨尺度与多材料特性的高精度复杂三维结构,在力学超材料、光学器件、4D打印、仿生材料及生物医学等领域具有广阔的应用前景。南方科技大学、深圳摩方材科技有限公司、湖南大学、麻省理工学院等单位的葛锜、李志琴、王兆龙、周建林、Nicholas Fang等作者在《极端制造》期刊(International Journal of Extreme Manufacturing, IJEM)上发表《基于投影微立体光刻的3D打印技术及其应用》综述,系统介绍了投影微立体光刻3D打印技术的研究背景、最新进展及未来展望。
文献链接:
基于投影微立体光刻的3D打印技术及其应用.
(Int. J. Extrem. Manuf., 2020, DOI: 10.1088/2631-7990/ab8d9a)
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