1.浙江大學Angew：脫鋁分子篩內的超小尺寸Ni具有持久高活性脫氫性能催化劑合成過程中，每個步驟都對催化劑結構的調控起著重要作用。有鑒于此，浙江大學王亮教授等研究沸石負載的鎳催化劑，發現傳統煅燒還原方法通常導致形成較大的鎳，但是在最終還原前，在氫氣或氮氣中低溫預老化處理導致形成金屬態的超小尺寸鎳。 1）這種預老化處理有助于在金屬鹽分解之前，Ni2+陽離子和沸石上的硅烷醇巢之間的相互作用，從而形成平均直徑約為1.2nm的納米粒子。相比之下，在氧氣中預煅燒導致Ni2+在金屬鹽前體分解之前聚集，產生大于5nm Ni納米粒子。2）考慮到Ni在環己烷脫氫制氫反應的結構敏感性，與以往報道的Ni催化劑相比，超小尺寸Ni納米顆粒表現出顯著增強的活性和耐久性。
Huixin Wu, Hai Wang, Yating Lv, Yuexin Wu, Yike Wang, Qingsong Luo, Yu Hui, Lujie Liu, Mengting Zhang, Kunming Hou, Lina Li, Jianrong Zeng, Weili Dai, Liang Wang, Feng-Shou Xiao, Ultra‐small Metallic Nickel Nanoparticles on Dealuminated Zeolite for Active and Durable Catalytic Dehydrogenation, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202420306https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.2024203062.大連化物所Angew綜述：二維材料從模型催化劑走向實用化二維材料具有完全暴露的活性位點和特殊電子結構，因此在許多催化反應中得到應用。真實催化劑通常為塊體或者顆粒結構不同，2D材料具有更明確的結構。2D材料容易進行結構調控，因此成為理想的催化劑模型用于研究催化劑的結構-功能關系，這有助于更加準確的設計催化劑。有鑒于此，中國科學院大連化物所鄧德會研究員等從基礎研究和真實的催化和應用情況總結2D材料的獨特功能。1）總結了幾種典型的2D材料，包括石墨烯、過渡金屬硫化物、金屬/金屬氫氧化物。介紹了基礎研究的2D材料結構特點和優勢，對2D材料作為結構模型用于結構-性能關系的研究進行總結，特別將理論計算和結構研究結合。另外總結2D材料的發展機會和面臨的挑戰。
2）這項綜述討論了催化劑的結構和組成的設計，有助于二維材料從基礎研究走向工業應用提供幫助。Mo Zhang, Zifeng Wang, Xin Bo, Rui Huang, Dehui Deng, Two‐dimensional catalysts: from model to reality, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202419661https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.2024196613.中山大學Nature Commun：堿式碳酸銅晶體OH基團非碳酸酯電解液催化H2O2水氧化是具有前景的H2O2制備路徑，但是通常依賴堿性碳酸氫鹽電解液作為中間體，包括H2O2分解、pH區間有限（7-9）等問題，嚴重限制了水氧化制備H2O2技術的發展。 有鑒于此，中山大學胡卓鋒副教授等報道發現晶體OH介導路徑穩定SO4OH*關鍵中間體，使用金屬銅表面常見的堿性碳酸銅作為H2O2催化劑。1）發現文物中極為常見的堿性碳酸銅（Cu2(OH)2CO3）能夠在中性或者酸性的非碳酸氫鹽電解液中催化產生H2O2。在50mL 0.5M Na2SO4電解液和3.4V vs, RHE，生成H2O2的產量達到64.35μmol h-1。 2）發現電解液中的SO4能夠與和Cu2(OH)2CO3中的OH結合并且生成SO4OH*，隨后SO4OH*轉化為OOH和SO3，因此生成O-O。DFT計算O-O鍵的長度為1.47?，和H2O2分子的O-O鍵長接近（1.48?）。OH和Cu2(OH)CO3結合重新生成Cu2(OH)2CO3。SO3和另一個水分子結合生成SO3·H2O，隨后與OH反應生成HSO4*，并釋放H+。這項研究展示了催化劑的晶體成分對于2e- WOR反應的關鍵作用，為深入研究提供幫助。 Wang, R., Luo, H., Duan, C. et al. Crystal OH mediating pathway for hydrogen peroxide production via two-electron water oxidation in non-carbonate electrolytes. Nat Commun 15, 10456 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54593-4https://www.nature.com/articles/s41467-024-54593-44.Nature Commun：分子篩晶體膜用于藍色能源回收藍色能源（Blue energy）作為鹽度梯度變化產生的清潔能源受到人們的廣泛關注，人們發現通過無定形材料構成的帶電薄膜材料能夠用于收集藍色能源，但是通常面臨能量密度低的問題。晶體材料具有本征多孔有序結構，能夠克服這種局限。分子篩材料是具有規則亞納米流動通道并且電荷密度可調控的晶體材料，有可能解決這個難題。有鑒于此，沙特阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)賴志平教授等報道NaX分子篩材料能夠作為高性能膜用于收集藍色能源。1）NaX分子篩薄膜在50倍NaCl濃度梯度可以達到21.27W m-2功率密度，性能超過了目前最好的膜材料。測試其實際應用，發現在紅海/河、死海/河、青海鹽水/河的功率密度分別達到29.1W m-2、81.0W m-2、380.1W m-2。2）分子篩膜能夠在高堿性（~0.5M NaOH）工作，CO32-/OH-的分離選擇性達到25。這項研究結果表明分子篩膜材料在藍色能源的發展前景，具有藍色能源領域的發展機會。 Wei, R., Liu, X., Cao, L. et al. Zeolite membrane with sub-nanofluidic channels for superior blue energy harvesting. Nat Commun 15, 10489 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54755-4 https://www.nature.com/articles/s41467-024-54755-45.JACS：鐵基納米催化劑可實現鐵死亡-焦亡調節以增強腫瘤免疫治療參與先天和適應性免疫反應的免疫原性細胞死亡是增強抗腫瘤免疫治療的關鍵機制。然而，哪種細胞死亡模式（如鐵死亡或焦亡）是激活免疫反應的最佳途徑目前仍不明確。有鑒于此，中國科學院上海硅酸鹽研究所施劍林院士和胡萍研究員開發了一種新型鐵基納米催化藥物，其能夠策略性地實現從鐵死亡到焦亡的調節，以增強抗腫瘤免疫治療。1）實驗利用鐵與羰基氰化物間氯苯腙（CP）之間復雜的相互作用設計了一種納米藥物，其能夠在腫瘤細胞內將鐵死亡調節為更具免疫原性的焦亡。體外分析發現，與未摻入CP的鐵死亡誘導對比藥物相比，包封CP的鐵基納米藥物（HFCP）可以有效誘導癌細胞焦亡，進而能夠在根除腫瘤細胞和刺激免疫應答等方面表現出顯著增強的效果。2）實驗結果表明，HFCP不僅能夠有效抑制原發腫瘤，還可以抑制未治療的遠端腫瘤的生長，并且具有顯著的誘導免疫記憶的作用。綜上所述，該研究證明了HFCP誘導的焦亡是一種比鐵死亡更有效的腫瘤免疫治療方法，其具有通過逆轉免疫抑制性腫瘤微環境和有效調節免疫原性細胞死亡模式等機制實現長期免疫治療的重要潛力。 Qishuai Feng. et al. Ferroptosis to Pyroptosis Regulation by Iron-Based Nanocatalysts for Enhanced Tumor Immunotherapy. Journal of the American Chemical Society. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c08304https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c083046.JACS：高度穩定的近紅外二區發光雙自由基用于癌癥光學診療近紅外二區（NIR-II）光學診療制劑是實現癌癥早期診斷和精準治療的重要工具。得益于較強的自旋-耦合效應和近紅外光捕獲能力，具有獨特結構和窄帶隙的有機開殼雙自由基有望能夠成為一種理想的光學診療制劑。然而，由于存在高化學反應性和自吸收性等問題，因此如何構建穩定高效的NIR-II發光雙自由基仍是一項嚴峻的挑戰。有鑒于此，內蒙古大學王建國教授和武利民教授采用受體平面化/π共軛擴展和供體旋轉策略成功制備了兩種高度穩定的NIR-II發光雙自由基，即2PhNVDPP和PhNVDPP。 1）被封裝成水分散納米顆粒（NPs）后，2PhNVDPP NPs具有NIR-II發光特性，PCE高達53%，并且其光熱穩定性也得到了顯著的改善。2）體內實驗結果表明，2PhNVDPP NPs能夠清晰地顯示血管和腫瘤，并且可以在NIR-II成像的引導下成功實現腫瘤光熱消融。綜上所述，該研究不僅開發了一種具有NIR-II發光、高度穩定的雙自由基光學診療制劑，而且也為增強多模態抗癌治療的有效性提供了新的見解。Lina Feng. et al. Highly Stable Near-Infrared II Luminescent Diradicaloids for Cancer Phototheranostics. Journal of the American Chemical Society. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c11549 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c115497.JACS：FeN4和Sn-Nx協同作用促進ORR電催化在質子交換膜燃料電池中部署具有嵌入金屬-氮-碳（M-N-C）部分的多孔碳作為無鉑族金屬（PGM）電催化劑的一個巨大挑戰是它們的快速降解和較差的活性。有鑒于此，田納西大學Yingwen Cheng、美國西北太平洋國家實驗室邵玉燕、布魯克海文國家實驗室Qin Wu等報道通過原子Sn-Nx位點來調節Fe-N4位點的局部環境，實現了同時提高耐久性和活性。1）研究發現，Sn-Nx位點不僅促進形成更穩定的D2-FeN4C10位點，而且活化產生獨特的D3-SnNx-FeIIN4位點，D3位點的特征是原子分散的橋接Sn-Nx和Fe-N4。D3位點的穩定性顯著改善，因為反應途徑從單位點締合機制轉變為雙位點解離機制，相鄰的Sn位點促進了O-O鍵在較低的過電位斷裂，因此D3位點能夠顯著改善脫金屬的穩定性，氧還原反應（ORR）的TOF提高了數倍。2）這種機制能夠避免脫金屬不可避免的中間體（兩個羥基中間體與一個鐵位點結合）介孔Fe/Sn PNC催化劑的ORR半波電位朝正向偏移，產生的過氧化物降低了50%以上。通過穩定的D3位點和豐富的D2 Fe位點之間的結合，顯著提高了催化劑的耐久性。 Fan Xia, Bomin Li, Bowen An, Michael J. Zachman, Xiaohong Xie, Yiqi Liu, Shicheng Xu, Sulay Saha, Qin Wu*, Siyuan Gao, Iddrisu B. Abdul Razak, Dennis E. Brown, Vijay Ramani, Rongyue Wang, Tobin J. Marks, Yuyan Shao*, and Yingwen Cheng*, Cooperative Atomically Dispersed Fe–N4 and Sn–Nx Moieties for Durable and More Active Oxygen Electroreduction in Fuel Cells, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c11121https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c111218.香港理工大學AM綜述：生物聚合物在電子皮膚領域的材料設計和應用在過去的幾年里，人們迅速探索了天然和合成材料來構建電子皮膚（e-skin），并模擬人類皮膚的多感官功能，受到了具有前景的應用驅動。在功能性電子皮膚中使用的各種材料中，生物聚合物因其出色的生物相容性和豐富的資源而特別引人注目。盡管在工程生物聚合物材料方面取得了顯著進展，但缺乏對為生物聚合物衍生的電子皮膚（Bp-e-skins）量身定制的生物聚合物的設計、合成和改性進行及時和全面的審查。 有鑒于此，香港理工大學王鉆開教授、張寶萍副教授等綜述報道總結調節生物聚合物在電子皮膚有關材料的相關設計和應用。1）生物聚合物的關鍵屬性，為開發功能性Bp-E-Skins奠定了基礎。系統討論了利用各種天然和合成生物聚合物作為構建Bp-E-Skins的最新進展，為最大限度地發揮生物聚合物的獨特屬性提供了見解。通過強調了異質復合材料和結構工程對受自然啟發的Bp-E-Skins的好處，為E-Skins的發展注入了新的動力。 2）總結Bp-E-Skins的多感官功能應用，包括本地監控和遠程遠程操作，以及為電子皮膚提供動力的可持續能量收集。最后，提出了推進Bp-E-Skins仍然具有的技術挑戰，用于促進模仿甚至超越人類皮膚的設計。 Hong Zhu, Jinpei Wang, Xiao Yang, Baoping Zhang, Zuankai Wang, Tailoring Biopolymers for Electronic Skins: Materials Design and Applications, Adv. Mater. 2024DOI: 10.1002/adma.202413112https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202413112
