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综述：适用于先进电池系统的单原子催化材料
具有高能量密度的先进电池系统为便携式电子设备、电动汽车和电 规模体系的研究带来巨大潜力。为了提高转换型电池的性能，已开发出各种催化材料，包括金属和过渡金属二硫族化合物（TMDs ）。具有催化效应的金属是高度导电的，但是具有低表面积的块状结构会导致原子利用率低，而高的化学反应性会导致不利的枝晶影响。TMDs 与活性物质具有化学吸附作用，催化活性促进转化过程，抑制穿梭效应并提高能量密度。但是与金属相比，它们的导电性较差，并且有限的位点主要集中在边缘和缺陷上。由于高的原子利用率、不饱和配位和独特电子结构等特点，具有原子尺度、良好电导率和单位点的单原子材料有望成为先进电池的候选材料。具有高活性的单原子位点会化学捕集中间体，从而抑制穿梭效应，并促进电子转移和氧化还原反应，从而实现高容量、高倍率和转化效率。在此，美国哥伦比亚大学地球与环境工程系陈曦课题组提出用于先进电池系统的单原子催化电极设计。文章讨论了有关电化学反应、理论模型和原位表征的主要挑战和潜在策略，以阐明单原子材料- 基能量系统的未来研究。
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综述：Pt 基超细纳米线用于催化
在电催化和非均相反应前沿，由于具有可调节的形貌和出色的催化性能优势，因此很多研究投入到Pt- 基纳米材料上。与具有其他形貌的Pt- 基纳米催化剂相比，纳米线催化剂，尤其是一维超细纳米线（NWs ）结构由于具有高的原子效率、固有各向同性、丰富的高- 指数晶面、更好的电导率和结构坚固等优点而受到越来越多的关注。尽管存在这些优点，但要实现对Pt- 基超细NW 的尺寸、晶相结构和组成进行精确控制仍然是一大挑战。为了合成具有更高活性、耐久性和对催化反应具有选择性的超细Pt- 基NWs 催化剂，苏州大学材料与化学化工学部杜玉扣课题组综述了最近可用于改善超细Pt- 基NWs 催化性能的方法，并提供详细指导。本综述还介绍了用于催化和非均相反应的超细Pt- 基NWs 催化剂最新进展。此外，综述了实验和理论研究的结合，以解释活性、稳定性和选择性增强机理。最后，讨论了存在的挑战和发展前景，以为合理设计可再生能源相关设备中应用的高效超细Pt- 基NWs 催化剂提供指导。
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钯 金 中空 纳米链作为 ORR 电催化剂和 SERS 衬底
具有1D 结构的钯金中空纳米链（PdAu HCs ）和超薄富-Pd “皮肤”由于其高电导率、结构稳定性和最大原子利用率而展现出好的氧还原反应（ORR ）增强性能。更重要的是，此类PdAu HCs 具有周期性的凹形结构，可促进ORR 性能。这些结构很容易形成高密度、高指数晶面和减少的弧边。凹形结构可产生强的应变效应，并且离- 轴电子全息图显示了表面电荷的积累。此外，周期性的凹形结构可提供强的局部表面- 等离子体耦合，意味着PdAu HCs 作为高效的表面- 增强拉曼散射（SERS ）衬底具有巨大潜力。这项研究为设计复杂的贵金属- 基纳米结构提供一种新颖而通用的方法，将其作为有效的ORR 催化剂和SERS 衬底。该工作由复旦大学先进材料实验室车仁超课题组完成。
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高曲率过渡金属硫族化物纳米结构实现高效CO 2 电还原
将二氧化碳转化为有用燃料面临的巨大挑战来自将CO 2 转化为CO 2 .? 或其他中间体的过程，这通常需要贵金属催化剂、高的过电势和/ 或电解质添加剂（如离子液体）。在此，中国科学技术大学化学系俞书宏、高敏锐等人 道了一种微波加热策略，用于合成过渡金属硫族元素化合物纳米结构，该结构可以有效地将CO 2 电还原催化为一氧化碳（CO ）。研究发现，相对于可逆氢电极（RHE ；无i R 校正），硫化镉（CdS ）纳米针阵列在-1.2 V 时具有212 mA cm -2 的电流密度和95.5±4.0% 的法拉第效率，这是前所未有的电流密度。实验和计算研究表明，高曲率CdS 纳米结构催化剂具有显着的邻近效应，可引起较大的电场增强，其可聚集碱金属阳离子，从而提高CO 2 的电还原效率。
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缺陷Zr-MOF 用于高效氧化脱硫
Keggin- 型多金属氧酸盐（POMs ）是氧化脱硫（ODS ）的有效催化剂，将这些POMs 限制在金属有机骨架（MOFs ）中是提高其性能的一种有效策略。在此，南开大学材料科学与工程学院卜显和、王丹红团队通过添加硫脲，对封装在MOFs 中的POMs 进行合成后修饰，形成了更多作为缺陷的不饱和金属位点，从而促进ODS 催化活性。由于富- 电子的噻吩- 基化合物与亲电子咪唑化合物之间的亲和作用，因此通过在MOFs 中限制1- 丁基-3- 甲基咪唑POMs 进行进一步的修饰，以获得更高的ODS 活性。该研究工作详细探究了四种基于Zr-MOF 复合材料的ODS 催化活性，并通过多种表征技术探究其微结构和电子结构，以进一步分析内在的催化机制。该方法可用于设计和合成其他作为有效催化剂的POMs/MOFs 复合材料。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201906432
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