2020上半年,中國學者在Chemical Reviews的表現竟然可以這么強
Chemical Reviews在化學相關研究領域中的地位舉足輕重,能在Chemical Reviews上發表綜述是很多相關領域科研人員的夢想。2020年上半年,Chemical Reviews上一共發表了133篇文章,其中有24篇文章來自中國本土學者。這個數據彰顯了中國本土學者在化學研究領域的話語權。這篇文章匯總了2020年上半年中國學者在Chemical Reviews上發表的24篇綜述文章,大家一起來看看吧。
1. 西北大學魏顥:通過過渡金屬催化的碳-碳鍵裂解進行選擇性脫羰
通過碳-碳鍵裂解的過渡金屬催化脫羰作用是必不可少的合成方法。考慮到羰基化合物的普遍存在,選擇性脫羰方法提供了一種獨特的合成方法,即使用羰基作為“無痕手柄”。近年來,該反應在許多方面得到了顯著發展,包括催化體系的發展,機理的理解,底物范圍以及在復雜功能分子的合成中的應用。西北大學魏顥在這篇綜述總結過渡金屬催化脫羰過程的最新進展,從發現新的轉變到對反應機理的理解,以揭示該領域的巨大成就和潛力。這篇綜述的內容按脫羰過程中化學鍵裂解的類型分類。為了擴大脫羰反應的應用范圍,還研究了脫羰方法的主要挑戰和機遇。
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Selective Decarbonylation via Transition-Metal-Catalyzed Carbon?Carbon Bond Cleavage
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.0c00153
2. 中南大學肖文精&陳家榮:可見光驅動的自由基介導的C-C鍵斷裂/有機合成中的功能化
熱C-C鍵裂解反應允許通過可預測的有效鍵重組來構建結構多樣的分子骨架。可見光光氧化還原催化的自由基介導的C鍵斷裂反應已成為克服各種分子骨架中C鍵斷裂的熱力學和動力學障礙的有力替代方法。近年來,已經發明了許多優雅而有用的反應,并且有時經典的熱反應無法獲得產品。考慮到這些反應的巨大影響和合成潛力,中南大學肖文精&陳家榮對可見光驅動的自由基介導的C-C鍵裂解/功能化策略進行了總結,并特別強調了工作模型。作者希望這篇評論對藥用和合成有機化學家有用,并能激發這一有趣領域的進一步反應發展。
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Visible Light-Driven Radical-Mediated C?C Bond Cleavage/Functionalization in Organic Synthesis
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.0c00030
3. 浙江大學王征科&孫景志和香港科技大學唐本忠:糖基聚集誘導發光的熒光團的設計、結構和應用
糖是生物系統中存在的豐富自然資源,生物活性糖已在生物化學和生物材料領域引起了更多關注。為了更好地了解基于糖的生物材料和生物科學,AIE-gens已被廣泛用于檢測,跟蹤和成像。浙江大學王征科&孫景志和香港科技大學唐本忠綜述了多糖,寡糖和單糖三部分在糖基生物材料中AIE分子的應用,主要側重于糖的檢測、刺激反應材料的制備、生物成像以及AIE機理的研究。這些出色的工作表明,基于糖的AIE生物共軛物的前景廣闊,考慮到天然設計和精心設計的糖類在生物過程中起著不同的作用,并且帶有AIE標簽的物質可能在每種情況下都可作為指示劑。但是,有許多尚未觸及的基于糖的生物物種,例如細胞表面和細胞血漿中的粘多糖和糖蛋白。
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Sugar-Based Aggregation-Induced Emission Luminogens: Design, Structures, and Applications
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00814
4.深圳大學韓素婷&周曄:用于存儲器和神經形態計算系統的半導體量子點
數據存儲和處理需求的持續增長刺激了高性能存儲技術和受大腦啟發的神經形態硬件的發展。半導體量子點(QD)在這些應用中提供了一種有吸引力的選擇,因為它們結合了出色的電子/光學特性和結構穩定性,并且可以滿足低成本、大面積和基于解決方案的制造技術的要求。在這里,我們專注于基于QD薄膜固體的非易失性存儲器和神經形態計算系統的開發。深圳大學韓素婷&周曄介紹了QD的最新進展,并重點介紹了其在設計未來電子設備時的獨特電氣和光學功能。作者還討論了傳統閃存和新興憶阻器中新型和優化存儲技術的量子點的優勢。然后,作者回顧了基于QD的神經形態裝置的最新進展,這些裝置從人工突觸到光感觸突觸平臺。最后,作者強調面對的主要挑戰,并考慮后硅時代的未來方向。
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Semiconductor Quantum Dots for Memories and Neuromorphic Computing Systems
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00730
5. 華東理工大學林嘉平&張良順:共聚物膠束的自組裝——用于構建層次結構的高級組裝
近年來,共聚物膠束的自組裝已成為超分子化學作為構建具有多個復雜程度的超結構的策略的引人注目的前沿。共聚物膠束的組裝是發生在納米級的高級自組裝形式,其中構件是預組裝的膠束。與一步式分層自組裝相比,此組裝策略在操縱多層體系結構方面更為出色,因為可以分別在第一層組裝和高層組裝中分別調節構建基塊和更高層次的結構。然而,盡管近年來在共聚物膠束的自組裝方面取得了實質性的進步,但通用法則尚未得到全面總結。華東理工大學林嘉平&張良順在這篇綜述中概述共聚物膠束自組裝的當前進展和發展前景。特別是,討論了理論模擬在揭示共聚物膠束自組裝機理中的重要作用。
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Self-Assembly of Copolymer Micelles: Higher-Level Assembly for Constructing Hierarchical Structure
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00774
6. 上海大學王達、施思齊&美國陸軍實驗室許康:復合固體中的移動離子
固態基質中的快速離子傳導為使用固體電解質(SE)的各種電化學系統奠定了基礎,其中包括固態電池(SSB),固體氧化物燃料電池(SOFC)和多種氣體傳感器。混合不同的固體導體以形成復合固體電解質(CSE),為SE帶來了獨特的機會,使其具有出色的整體性能,遠遠優于其單獨的母體固體,這要歸功于由此產生的新界面具有豐富的化學和物理性質。在這篇綜述中,上海大學王達、施思齊&美國陸軍實驗室許康對SSB的CSE的發展和理解進行了全面而深入的檢查,特別關注了它們的理化特性和其中離子遷移的機理。相對于其單相母體,CSE中離子電導率提高的起因是在缺陷化學和界面反應的背景下討論的。嚴格審查了各種復合材料中離子運動的模型/理論,以探討設計新型CSE的一般策略,同時針對機械強度和電化學穩定性等特性,也從它們在鋰金屬電池及其他方面的應用角度進行了討論。作為理解離子如何與其復合環境相互作用的一個不可或缺的組成部分,還總結了表征技術,以探究跨不同時空尺度的離子遷移動力學。
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Mobile Ions in Composite Solids
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00760
7. 北京大學鄒如強&日本CHeM-OIL Xu Qiang:具有單金屬位點的基于金屬有機骨架的催化劑
金屬有機骨架(MOF)是一類獨特的多孔晶體材料,由金屬離子/簇和有機連接基構成。由于它們的結構多樣性,功能可調節性和高比表面積,基于MOF的單一金屬位點的不同類型得到了很好的利用,包括來自金屬節點和金屬連接基的配位不飽和金屬位點,以及固定在MOF上的活性金屬。此外,MOF的可控熱轉變可以將它們升級為使用活性單原子催化劑(SAC)功能化的納米材料。MOF及其衍生物的這些獨特功能使它們可以用作催化的高度通用平臺,實際上已經成為快速發展的跨學科研究領域。在這篇綜述中,北京大學鄒如強&日本CHeM-OIL Xu Qiang概述了基于MOF的材料在單個金屬位點催化的最新進展,重點是其結構及其在熱催化,電催化和光催化中的應用。作者還從工作中獲得的主要見解,從而為這一新興領域提供挑戰和前景。
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Metal?Organic Framework-Based Catalysts with Single Metal Sites
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00757
8. 美國威斯康星大學蔡偉波&上海健康醫學院黃鋼:ImmunoPET的概念,設計和應用
免疫正電子發射斷層掃描(immunoPET)是一種范式轉移分子成像技術,結合了單克隆抗體(mAb)的優異靶向特異性和PET技術的固有靈敏度。已經開發了多種放射性核素和單克隆抗體來開發immunoPET探針,這是由放射化學和綴合策略的發展和優化所驅動的。另外,具有短循環時間或具有增強的結合能力的靶向腫瘤的載體被用于設計新型免疫PET探針。因此,已經成功設計了幾種免疫PET探針以用于臨床。通過非侵入性和動態地揭示異質性腫瘤抗原的表達,immunoPET成像逐漸改變了幾種類型惡性腫瘤的診斷范圍。ImmunoPET是對特定腫瘤標志物,免疫細胞,免疫檢查點和炎癥過程成像的首選方法。此外,將免疫PET成像技術整合到抗體藥物開發中具有重大意義,因為它提供了有關抗體靶向能力和分布圖的關鍵信息。美國威斯康星大學蔡偉波&上海健康醫學院黃鋼介紹了最新的immunoPET成像策略及其臨床前和臨床應用。作者還強調了當前的偶聯策略,可以利用這些策略來開發下一代immunoPET探針。最后,作者討論了實際的考慮因素,以調整免疫PET成像策略的發展。
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ImmunoPET: Concept, Design, and Applications
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00738
9. 青島科技大學羅細亮&牛津大學Jason J. Davis:選擇性體外和體內傳感的防污策略
制造能夠在復雜流體中進行高度選擇性操作的傳感系統的能力無疑將為醫療保健的未來發展奠定基礎。但是,這些樣品中大量的(生物)分子會顯著阻礙轉導界面的性能,在該界面上,非特異性吸附(結垢)會阻塞特定信號(降低靈敏度)并大大降低測定的特異性。在此,青島科技大學羅細亮&牛津大學Jason J. Davis提供全面的綜述,討論防污傳感器的概念和最新進展。這些防污傳感器通過使用化學、物理或生物工程技術,能夠在復雜的樣品基質(例如血清)中運行。作者特別著重介紹了一系列分子方法來構建固體感覺界面(平面和納米顆粒),以及它們在衍生自體內和體外的各種分析物(例如蛋白質,核酸,細胞,神經元遞質)檢測應用中的表征和性能選擇性的光學或電化學策略。作者特別強調那些能夠在復雜介質中檢測的傳感器或基于新穎架構/方法的傳感器。最后,作者對這個快速發展的領域中的未來發展提供了觀點。
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Antifouling Strategies for Selective In Vitro and In Vivo Sensing
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00739
10. 清華大學王定勝&李亞棟:單原子位催化劑的化學合成
以可控的方式操縱金屬原子以合成具有所需結構和性能的材料是化學合成的圣杯。單原子中心催化劑(SASC)的最新出現表明我們正在朝這一目標邁進。由于原子利用的最大效率以及獨特的結構和性質,SASC引起了廣泛的研究關注和興趣。SASC的科學研究和實際應用的前提是在適當的載體上制備高反應性和穩定的金屬單原子。在這篇綜述中,清華大學王定勝&李亞棟總結了各種合成SASC的合成策略,并列舉了具體實例,突出了穩定載體上單個金屬原子并抑制其遷移和團聚的合成方法的關鍵問題。接下來,作者在重點討論合成的前景和挑戰以及SASC的進一步科學研究和實際應用之前,討論合成條件如何影響SASC的結構和催化性能。
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Chemical Synthesis of Single Atomic Site Catalysts
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00818
11. 中國科學技術大學熊宇杰:異質單原子光催化——基本原理和應用
單原子光催化劑已顯示出其引人注目的潛力,并且由于其在增強光捕集,電荷轉移動力學和光催化系統的表面反應方面的引人入勝的優勢,可以說成為光催化領域最活躍的研究方向。盡管最近已積累了對單原子光催化劑的多種理解,但先進的表征技術和重要的理論研究正在加深我們對這些引人入勝的材料的理解,使我們能夠預測它們在光催化中的工作機理和應用。在本文中,中國科學技術大學熊宇杰從描述單原子光催化劑的一般背景和定義開始。然后對金屬在單原子光催化劑上的相互作用進行了簡要討論。此后,總結了當前可用于單原子光催化劑的表征技術。在對單原子光催化劑有一些基本了解之后,討論了它們在光催化中的優勢和應用。最后,作者以單原子光催化劑的剩余挑戰和未來展望為結尾,進行了本次回顧。作者認為這篇綜述將為單原子光催化劑的未來發現提供一些啟發,從而刺激這一新興研究領域的發展。
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Heterogeneous Single-Atom Photocatalysts: Fundamentals and?Applications
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00840
12. 北京大學李彥&馬里蘭大學Zheng Ming:手性純碳納米管的生長,分選和表征
單壁碳納米管(SWCNT)由于其結構(手性)所依賴的出色性能而受到了極大的關注,這使其在廣泛的應用中具有巨大的潛力。純手性SWCNT的制備不僅是一項重大的科學挑戰,而且還是許多高端應用的關鍵要求。因此,過去二十年來該領域的研究活動非常廣泛。在這篇綜述中,北京大學李彥&馬里蘭大學總結了迄今為止的最新成就和積累的知識,并從三個方面討論了未來的發展和尚存的挑戰:可控制的增長,后合成和表征技術。在增長部分,作者關注手性控制的增長機理和催化劑設計。在排序部分,作者根據排序目標而非方法來組織和分析現有文獻。由于手性分配和定量對選擇性制備的研究至關重要,因此在最后一部分中,作者還將對SWCNT的表征技術進行全面的描述和討論。作者認為,即使在這一領域取得了令人矚目的進展,仍然需要更多的方法來開發大量制備超純SWCNT的方法,以及對各種納米管具有高空間分辨率的無損快速表征技術樣品。
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Chirality Pure Carbon Nanotubes: Growth, Sorting, and Characterization
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00835
13. 清華大學成會明&丘陵:用于高級電化學儲能設備的碳基纖維
從柔性/可穿戴/便攜式電子產品到輕型電動汽車/航空航天設備等各種應用,都迫切需要先進的電化學能量存儲設備(EESD),該設備可以有效地存儲電能,同時又具有微型柔性/可穿戴/承重能力。碳纖維因其輕質,高電導率,出色的機械強度,柔韌性和可調節的電化學性能,在這些先進的EESD(例如超級電容器和電池)的發展中具有廣闊的前景。清華大學成會明&丘陵在這篇綜述總結了碳基纖維,特別是碳納米纖維,碳納米管基纖維和石墨烯基纖維的制造技術,以及改善其機械,電氣和電化學性能的各種策略。重點介紹了這些碳基纖維的先進EESD的設計、組裝和潛在應用。最后,作者討論了碳纖維對先進EESD的挑戰和未來機會。
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Carbon-Based Fibers for Advanced Electrochemical Energy Storage Devices
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00466
14. 北京大學郭雪峰:有機場效應晶體管中的界面工程——原理,應用和觀點
光電設備中普遍存在的異構接口在設備性能中起著關鍵作用,并導致了當今微電子技術的繁榮。接口工程為提高有機場效應晶體管(OFET)的器件性能甚至開發新功能提供了一種有效而有前途的方法。實際上,來自不同學科的研究人員已經對該概念投入了極大的關注,該概念已從簡單的設備性能改進發展為復雜的新穎功能構造,這表明在集成電路和能量轉換等廣泛領域中的進一步應用具有巨大潛力催化和化學/生物傳感器。在這篇評論文章中,北京大學郭雪峰概述了為在OFET中構建各種精細功能接口而開發的當前有效方法,這些方法包括半導體層內的接口,半導體/電極接口,半導體/電介質接口以及半導體/環境接口。作者還重點介紹將分子功能集成到電路中的主要貢獻和新概念,這些在大多數以前的綜述中都被忽略。這篇綜述將提供分子水平上分子結構,組裝和新興功能之間相互作用的基本理解,從而為設計面向實際應用的新一代多功能集成電路和傳感器提供新穎的見解。
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Interface Engineering in Organic Field-E?ect Transistors: Principles, Applications, and Perspectives
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00532
15. 上海交通大學羅正鴻:外場在聚合中的作用——機理和動力學
在過去的幾十年中,對開發受外部領域影響的先進聚合技術的興趣日益濃厚。各種物理調制,例如溫度,光,電,磁場,超聲和微波輻射,都是非侵入性的手段,在過程強化和空間和時間控制方面具有極好的但獨特的調節聚合的能力。氣體作為新興的調節劑,在控制聚合反應中起著獨特的作用,在某些情況下類似于物理調節劑。這篇綜述系統地概述了七種類型的外部調節聚合,從鏈增長到步增長聚合。提供了有關機理和動力學的詳細說明,以更好地理解每個外部場在聚合中的作用。此外,鑒于建模和仿真在機理和動力學研究中的關鍵作用,概述了模型構建和該領域中使用的典型數值方法,并重點介紹了現有系統中的仿真與動力學之間的相互作用。最后,對該領域的局限性和未來前景進行了嚴格討論。這項最新的研究進展不僅提供了外部調節聚合的基本原理,而且刺激了先進聚合方法的新發展。
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Role of External Field in Polymerization: Mechanism and Kinetics
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00744
16. 香港科技大學鄭子劍:用于新興薄膜太陽能電池的溶液處理透明電極
固溶處理的太陽能電池之所以吸引人,是因為其制造成本低,與柔性基板的良好相容性以及易于大規模制造。可溶液處理的活性材料已被廣泛用于制造有機,染料敏化和鈣鈦礦型太陽能電池,而真空沉積的透明導電氧化物(TCO),例如銦錫氧化物,氟摻雜的氧化錫和鋁摻雜的氧化錫仍然是太陽能電池最常用的透明電極(TE)。這些TCO不僅顯著增加了設備的制造成本,而且對于將來的柔性和可穿戴應用來說也太脆弱了。因此,開發用于太陽能電池的經溶液處理的TE備受關注。香港科技大學鄭子劍對溶液加工TE的最新發展進行了詳細討論,包括電極材料的化學合成,電極制造的基于溶液的技術,溶液加工TE的光學和電學性質及其應用在太陽能電池上。
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Solution-Processed Transparent Electrodes for Emerging Thin-Film Solar Cells
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b0048317
17. 北京理工大學張加濤:納米界面化學——晶格失配導向的雜化納米晶體的合成與應用
在過去的幾十年中,由兩個或多個通過納米界面連接的完全不同的亞基(例如金屬和/或半導體)組成的雜化納米晶體(HNC)的合成取得了長足的進步,由于其不可替代的出色功能而令人著迷通過單組分納米系統實現。這些HNC的有前途且用途廣泛的應用緊密取決于亞基之間納米界面的結構和電子特性。這是因為亞基之間晶格結構的相容性不僅決定了HNC在熱力學基礎上的合成可及性和生長機理,而且還影響了它們的界面特性(原子排列,晶格失配引起的應變或缺陷),結構,結晶度,以及在納米尺度上不同亞基的協同相互作用。納米界面化學在世界范圍內吸引了廣泛的科學努力,并促進了由晶格不匹配定向的精確合成的快速發展。北京理工大學張加濤概述了在不同程度的晶格失配下為核-殼HNC進行精細設計和制造而開發的主要策略。關于具有大晶格失配的核-殼HNC,闡述了精確合成中的挑戰,陽離子交換促進的非外延生長實現的解決方案以及具有無應變納米界面的所得HNC的增強應用。作者以個人觀點總結充分利用晶格失配效應以進一步推進HNC合成和應用科學的意義和緊迫性。
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Nanointerface Chemistry: Lattice-Mismatch-Directed Synthesis and Application of Hybrid Nanocrystals
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00443
18. 中科院曲廣波&喻學鋒:納米生物界面上黑磷的特性-活性關系:從分子到生物
作為二維納米材料家族的新型成員,具有直接帶隙和高載流子遷移率的單層或少層黑磷(BP)在許多應用中很有希望,例如微電子器件,光電器件,能源技術和催化劑。由于其良性的元素組成(磷),較大的比表面積,電子/光子性能以及化學/生物活性,BP在生物醫學應用(包括生物傳感,光熱/光動力療法,可控藥物釋放和抗菌用途)中也顯示出巨大潛力。BP-生物界面的性質包括納米材料(NMs)與生物系統之間的動態接觸,其中BP與生物系統相互作用,在納米生物界面的物理化學相互作用在NMs的生物效應中起著關鍵作用。在這篇綜述中,中科院曲廣波&喻學鋒討論了以BP為納米材料的界面及其可能影響其生物學效應的獨特理化性質。本文中,作者全面回顧了BP與生物分子,細胞和動物之間相互作用的最新研究,并根據其自身的物理特性,暴露途徑和對BP的各種細胞反應,炎癥/免疫效應以及其他生物學結果進行了總結。此外,作者還討論了BP環境生物的環境行為和潛在風險。基于對BP-bio界面知識的積累,本綜述還總結了各種更安全的設計策略,可改變其物理化學性質,包括化學穩定性和納米生物相互作用,這對調節BP的生物學行為至關重要。更好地了解BP在BP-bio界面的生物活性以及克服挑戰的相應方法,將使這種新的納米材料投入實際應用將促進其未來的探索。
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Property?Activity Relationship of Black Phosphorus at the Nano?Bio Interface: From Molecules to Organisms
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00445
19. 四川大學吳家剛&哈爾濱工業大學費維棟:電陶瓷的缺陷和異價摻雜工程
自從發現缺陷對電陶瓷性能的正影響以來,有關缺陷和異端摻雜途徑的研究在無機化學和凝聚態物理領域迅速發展。四川大學吳家剛&哈爾濱工業大學費維棟總結了電瓷中的缺陷類型以及缺陷的表征工具,并重點介紹了內在和外在缺陷對材料性能的影響,重點是介電,鐵電和壓電特性。我們主要介紹了幾種典型的初始鐵電體,鐵電體和反鐵電體中與缺陷相關的理論模擬和實驗結果。因此,總結了缺陷對晶格的影響,然后突出了其主要物理機理。作者還評估和審查了鋁價摻雜電陶瓷的性能增強。最后,根據當前的發展趨勢討論了前景和挑戰。本文不僅概述了電瓷中的缺陷和異端摻雜路徑的最新技術進展,而且還涵蓋了通過有意引入某些缺陷來打開另一個調節電瓷電性能的窗口的未來前景。
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Defects and Aliovalent Doping Engineering in Electroceramics
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00507
20. 武漢大學&南開大學龐代文:單一病毒跟蹤——從成像方法到病毒學應用
揭示病毒感染和組裝的機制對于防止病毒傳播和治療病毒性疾病至關重要。單病毒跟蹤(SVT)技術也稱為單病毒跟蹤,它使人們可以在生命周期的不同階段跟蹤單個病毒,從而動態了解活細胞中病毒的基本過程。SVT通常基于熒光成像,揭示了以前未報告的感染機制的見解。在這篇評論文章中,武漢大學&南開大學龐代文為讀者提供了SVT技術的廣泛概述。 作者首先總結SVT的最新進展,從熒光標記和標記策略的選擇到成像實施和分析方法學。 然后,作者詳細描述具有代表性的應用程序,以闡明SVT如何在病毒學研究中充當有價值的工具。最后,作者提出關于SVT未來可能性和挑戰的觀點。
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Single-Virus Tracking: From Imaging Methodologies to Virological Applications
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00692
21. 安徽大學朱滿洲:原子精確的貴金屬納米簇作為高效催化劑——結構與性能之間的橋梁
增進對結構與性質之間關系的認識是催化的基礎。最近,研究人員已經開發出各種控制良好的方法來合成原子精確的金屬納米團簇(NCs)。NCs在許多催化反應中均顯示出高催化活性和獨特的選擇性,這與它們的超小尺寸,豐富的不飽和活性位點以及與傳統納米粒子(NPs)不同的獨特電子結構有關。更重要的是,由于其有限的結構和單分散性,它們被用作模型催化劑,以揭示原子級催化劑性能與結構之間的相關性。安徽大學朱滿洲總結NCs在催化領域的最新進展,并為合理設計高性能催化劑提供潛在的理論指導。首先簡要介紹了NC的合成策略和表征方法。然后,本文從理論和實驗的角度闡述了本綜述的主要重點(模型催化劑在催化中的作用),特別是在電催化,光催化,光電轉化和有機反應催化方面。最后,考察了主要挑戰和機遇,以深入了解關鍵的催化步驟,目的是擴大NC的催化應用范圍。
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Atomically Precise Noble Metal Nanoclusters as E?cient Catalysts: A Bridge between Structure and Properties
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.8b00726
22. 清華大學牛志強&李亞棟:定義明確的非均相催化材料——從納米顆粒到孤立的單原子位點
在多相催化中使用定義良好的材料將為開發先進的催化劑開辟許多新的機遇,以應對能源和環境方面的全球挑戰。清華大學牛志強&李亞棟調查了納米顆粒和孤立的單原子位點在催化反應中的作用。在第二部分中,作者討論了納米結構催化劑的尺寸,形狀和金屬-載體相互作用的影響。作者總結了一些案例研究,以說明在某些反應條件下定義良好的納米顆粒的結構演化動力學。在第三部分中,作者回顧了錨定在不同類型載體上的孤立單原子位的合成和催化應用。在最后一部分,作者通過重點介紹定義良好的催化劑開發催化劑所面臨的挑戰和機遇,并對它們的活性位點有了基本的了解。
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Well-De?ned Materials for Heterogeneous Catalysis: From Nanoparticles to Isolated Single-Atom Sites
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00311
23. 中科院張濤&王愛琴:負載金屬催化劑上的選擇性加氫:從納米粒子到單原子
選擇性催化加氫在石化和精細化工行業都有廣泛的應用,但是,當兩個或多個官能團共存于底物中時,它仍然具有挑戰性。為了應對這一挑戰,“主動站點隔離”策略已被證明是有效的,并且已經開發出多種方法來實現站點隔離。在這篇綜述中,中科院張濤&王愛琴總結了這些方法,包括在金屬表面吸附/接枝含N/S的有機分子,通過摻雜或通過強金屬-載體相互作用通過金屬氧化物部分覆蓋活性金屬表面,限制活性物質。載體的微孔或中孔中的金屬納米顆粒,具有相對惰性的金屬(IB和IIB)或非金屬元素(B,C,S等)的雙金屬合金或金屬間化合物或核殼結構的形成,以及單個結構的構造還原性氧化物或惰性金屬上的原子催化劑。對于三種類型的化學選擇性加氫反應,已經討論了每種分離方法的優缺點,包括炔烴/二烯生成單烯,α,β-不飽和醛/酮生成不飽和醇和硝基取代芳烴生成相應的苯胺。文章討論了影響催化活性/選擇性的關鍵因素,特別是活性位的幾何結構和電子結構,目的是為氫化和其他轉化中高效和選擇性催化劑的開發提取基本原理。
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Selective Hydrogenation over Supported Metal Catalysts: From Nanoparticles to Single Atoms
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00230
24. 香港理工黃國賢/胡良勝&中國工程物理研究院Zhao Pengxiang:納米粒子在電催化制氫中的最新進展?
氫燃料被認為是最清潔的可再生資源,是未來能源供應中化石燃料的主要替代品。可持續的制氫是實現未來氫經濟的主要前提。在過去的幾十年中,作為水電解生產氫氣的重要步驟,電催化制氫反應(HER)已成為廣泛研究的主題。在本篇綜述中,香港理工黃國賢/胡良勝&中國工程物理研究院Zhao Pengxiang首先總結了HER的基本原理,并回顧了基于貴金屬和非貴金屬以及不含金屬的HER的低成本和高性能催化劑的最新技術進展。作者系統地討論了有關催化活性,形態,結構,組成和合成方法之間關系的見解。總結并強調了開發有效催化劑的策略,包括增加活性位點的固有活性和/或增加活性位點的數量。最后,作者重點介紹了HER電催化技術的挑戰和研究方向。
文獻鏈接:
Recent Advances in Electrocatalytic Hydrogen Evolution Using Nanoparticles
Chem. Rev., 2020, 10.1021/acs.chemrev.9b00248
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