摘要: 纳米技术是二十一世纪科技发展的重点,会是一次技术革命,还会是一次产业革命。近年来,纳米技术发展迅速,下面我们来简述一下近期纳米前沿技术的研究与进展。

1. Nat. Comm.:CoO表面缺陷高效ORR/OER!

通过阳离子交换的方法在C纤维上生长一层CoO纳米棒阵列,纳米棒表面呈锯齿状,以{111}晶面暴露,并含有大量的O空缺。通过这种方法制备的CoO催化剂比常规CoO的导电性提高一个数量级,且O空缺有利于活化氧气使得其具有较高的ORR活性,其OER性能甚至高于商业RuO2。另外,该方法制备的催化剂具有非常好的循环测试稳定性。


2. Angew:仿生控制表面液体单向流动

传统观点认为液体在表面的流动受表面张力、液体黏度等因素影响。而这项研究立体光刻的方法模拟猪笼草类植物开口处微观结构,在没有外界能量输入的情况下,这一仿生结构中的液体在表面只沿着某一方向单向流动,而其他方向则受到抑制。

3. Angew:太阳能电池-化学电池能量转化

将Si太阳能电池与醌类化学电池结合,将太阳能转化为化学能存储于液体醌类化合物中,这一过程中,过电势等动力学阻力非常小,而醌类氧化还原化学电池可以将存储的能量再以电能的形式释放。其放电电流密度可达10 mA/cm2,能量密度为3.5 Ah/L。整体太阳能转化效率高达1.7%。

4. JACS:甲烷制合成气

在热轰击反应条件下,通过激光溅射生成的RhAl3O4+簇合物与CH4或CD4反应。原位质谱分析发现,Rh作为C-H键活化位点,在反应前后由正电性变为负电性。并且,在原本惰性的Al2O3中,少量Rh可以确保载体表面的O参与反应,把CH4氧化为CO。

5. Adv. Mater.:Sr2+掺杂MAPbI3

在MAPbI3钙钛矿太阳能电池中,通过Sr2+、FA(甲脒)、Bi3+、Cd2+和Ca2+等部分取代其中的阳离子,可以调控MAPbI3膜的电导性、半导体带宽等性质。本文系统研究了在MAPbI3中掺杂Sr2+对膜的形貌和光电性质的影响。掺入2%的Sr2+可以提高载流子寿命和收集效率,使得填充因子提升至85%.


6. JACS:Ir-MOF光催化有机合成反应

在UiO-67框架化合物中通过后处理的方式接上Ir化合物Ir(ppy)2,可以在可见光下催化苯乙烯类化合物的三氟乙氧基化。这种催化剂与均相前驱体有着不同的催化机理。空间限域效应可以大幅减少偶联副产物的生成,且该催化剂可以循环使用多次而催化剂结构不发生改变。

7. Nat Chem:吸附物种增强金属载体强相互作用

通过原位红外和电镜研究发现,在Rh/TiO2上,与单纯氢气高温还原产生的金属载体强相互作用不同,通过较高浓度的CO2+H2对样品进行预处理的过程中生成的HCOx物种可以吸附在载体上并形成O空缺,进一步使得还原物种迁移到金属表面。所形成的这层氧化物覆盖层仍然可以使气体通过,但是却减少C-H键的形成,从而生成更多的CO。


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