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2016年中国科研机构Science&Nature纳米集锦
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发布时间:2016/12/26 20:06:18                                     【字号:  】                                             【打印】 

2016年中国科研机构Science&Nature纳米集锦!

Nature:电催化还原CO2制液体能源!

第一单位:中国科学技术大学

通讯作者:谢毅

 

制备了2种原子级超薄二维层状材料:1)纯金属Co;2)部分氧化的Co,其中Co与CoO共存。发现了超薄原子层的部分氧化有助于提高电催化还原CO2的活性!

这项研究成果加深了人们对原子尺度的二维材料和氧化态在提高电催化还原CO2性能中所起到的作用的理解!

 

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Shan Gao, Yi Xie et al. Partially oxidized atomic cobalt layers for carbon dioxide electroreduction to liquid fuel. Nature, 2016, 529, 68-71.

 

Science:超高选择性转化合成气制低碳烯烃!

第一单位:中国科学院大连化学物理研究所

通讯作者:包信和、潘秀莲

 

设计了一种双功能的复合催化剂ZnCrOx/MSAPO,将CO活化和C-C偶联活性位点分开。对合成气直接转化成(C2-C4)具有高达94%的超高选择性(烯烃80%,烷烃14%),110小时内没有发现明显失活!

这项研究成果在费托合成之外开辟了新的可能,对中国煤化工产业转型升级意义深远!

 

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FengJiao,* Jinjing Li,* Xiulian Pan,*† Xinhe Bao† et al. Selective conversion ofsyngas to light olefins. Science, 2016, 351, 1065-1068.

Science:羟基自由基加速沸石晶化!

第一单位:吉林大学

通讯作者:于吉红

 

发现了不论是通过紫外辐射还是Fenton试剂引入羟基自由基,都可以使沸石的结晶速度加快2倍左右。

这项研究成果对于沸石制备机理研究提供了重要思路!

 

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GuodongFeng,* Peng Cheng,* Jihong Yu et al. Accelerated crystallization of zeolitesvia hydroxyl free radicals. Science, 2016, 351, 1188-1191.

 

Nature:液体定向快速连续运输!

第一单位:北京航空航天大学

通讯作者:陈华伟、张德远、江雷

 

发现猪笼草捕虫笼的口缘表面可以实现水的连续、定向流动,其驱动力主要来自于:口缘表面两级沟槽内的楔形盲孔结构中,梯度内楔角产生的梯度泰勒毛细升力,而液体的反向运动会被盲孔尖锐的外边缘阻挡。

这项研究成果对于设计人工智能流体运输系统、机械自润滑以及医疗器械防粘等实际应用起到重要指导作用!

 

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HuaweiChen, Pengfei Zhang, Deyuan Zhang, Zhiwu Han, Lei Jiang et al. Continuousdirectional water transport on the peristome surface of Nepenthes alata.Nature, 2016, 532, 85–89.

 

Science:光化学法制备原子级分散Pd1/TiO2催化剂!

第一单位:厦门大学

通讯作者:郑南峰、傅钢

 

利用光化学法在室温条件制备了一种负载量高达1.5%的高稳定性单原子Pd1/TiO2催化剂的。发现这种单原子催化剂具有不同于传统异相催化剂的异裂分解新路径活化氢气,对C=C和C=O双键的氢化表现出良好的活性。

这项研究成果为单原子催化剂的高负载量制备技术和特殊催化路径研究提供了新思路,在均相催化和非均相催化之间搭建了坚固的桥梁!

 

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PengxinLiu, Yun Zhao, Gang Fu, Nanfeng Zheng et al. Photochemical route forsynthesizing atomically dispersed palladium catalysts. Science, 2016, 352,797-780.

Science:全可逆单分子器件!

第一单位:北京大学

通讯作者:郭雪峰、Abraham Nitzan、徐洪起

 

利用二芳烯分子为功能中心、石墨烯为电极,在其中引入关键性的亚甲基基团,成功构建了一种全可逆的光诱导和电场诱导的双模式单分子光电子器件。

这项研究成果为国际首例可控单分子电子开关,表明功能分子可以作为核心组件来构建电子器件,为功能分子应用到实际电子器件迈出了一大步!

 

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ChuanchengJia, Agostino Migliore, Na Xin, Shaoyun Huang, H. Q. Xu, Abraham Nitzan,Xuefeng Guo et al. Covalently-bonded single molecule junctions with stable andreversible photoswitched conductivity. Science, 2016, 352, 1443-1445.

Nature:单分子偶极耦合的真实成像!

第一单位:中国科学技术大学

通讯作者:侯建国、董振超

 

基于纳米空腔等离激元增强电致发光技术,实现了分子偶联的真实发光图片,从真实空间展示了分子间的能量转移。

这项研究成果是国际上首次在单分子水平对分子间偶极耦合的真实成像,为深入理解分子间相干偶极耦合提供了重要的信息。

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YangZhang, Zhengchao Dong, Jianguo Hou     etal. Visualizing coherent intermolecular dipole–dipole coupling in real space.Nature, 2016, 531, 623–627.

Science:MOF选择性分离乙炔气体!

第一单位:浙江大学

通讯作者:邢华斌、Michael J. Zaworotko、Banglin Chen

 

利用带有六氟硅酸盐有机配体(SiF6)2的Cu基MOF对乙炔的高度选择性亲和力和尺寸控制,实现了从乙炔和乙烯混合物中选择性分离乙炔。

这项研究成果在提高工业气体混合物的分离效果,降低能耗方面,展示了很好的应用前景。

 

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Xili Cui,* Kaijie Chen,* Huabin Xing,*,Michael J. Zaworotko, Banglin Chen et al. Pore chemistry and size control in hybrid porous materials for acetylene capture from ethylene. Science, 2016,353, 141-144.

Nature:Co2C高选择性费托制低碳烯烃!

第一单位:中国科学院上海高等研究院

通讯作者:孙予罕、钟良枢

 

制备了一种暴露晶面为{101}和{020}面的棱柱状Co2C纳米催化剂。通过费托合成了实现61%高选择性转化合成气制低碳烯烃!

这项研究成果进一步证明了纳米催化剂的形貌和晶面对催化反应起到非常重要的影响,并为费托合成带来了新的生命力!

 

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Liangshu Zhong, Fei Yu, Yuhan Sun et al.Cobalt carbide nanoprisms for direct production of lower olefins from syngas.Nature 2016, 538, 84–87.

 

Science:仿生合成人工贝壳!

第一单位:中国科学技术大学

通讯作者:俞书宏、

 

提出一种新的介观尺度“组装与矿化”法,成功制备出宏观尺度块状人工贝壳珍珠层材料。从微观到宏观尺度上都具有与天然贝壳珍珠层基本一致的多级结构形式和相媲美的力学强度和韧性。

这项研究成果首次报道真正意义上的仿生人工贝壳珍珠层材料。为今后设计和制备具有优越力学性能的多种仿生材料提供了新的思路。

 

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LiboMao, Huailing Gao, Shuhong Yu et al. Synthetic nacre by predesigned matrix-directed mineralization. Science 2016, 354,107-110.

 

Nature:MOF调控氢化反应选择性!

第一单位:国家纳米科学中心

通讯作者:唐智勇、赵惠军、李国栋

 

开发了一种三明治结构MIL-101@Pt@ MIL-101催化剂,提供更多金属-载体界面位点,实现了α,β-不饱和醛C=O官能团的高选择性氢化,并将这种策略成功拓展到了其他MOF材料和贵金属纳米颗粒体系中。

这项研究成果实现了选择性催化热力学不优先的反应过程,为高选择性非均相催化剂的设计提供了重要指导作用!

 

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Meiting Zhao, Kuo Yuan, Guodong Li, Huijun Zhao, Zhiyong Tang  et al. Metal–organic frameworks as selectivity regulators forhydrogenation reactions. Nature 2016,539, 76–80.

 

Science:Pt基核壳结构ORR电催化剂!

第一单位:苏州大学

通讯作者:黄小青、郭少军、苏东

 

开发了一种PtPb@Pt核壳结构纳米片电催化剂,由于拉应力和压应力的双重作用产生适当压缩,使Pt(110)面ORR比活性和质量活性分别高达7.8 mA cm-2和4.3 A gPt-1(0.9 V,RHE)。

这项研究成果从理论上指导了如何通过应力调控Pt-O键强度,提高ORR活性,为燃料电池的快速发展起到重要推动作用!

 

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Lingzheng Bu, Nan Zhang, Shaojun Guo, Dong Su, Xiaoqing Huang et al. Biaxially strained PtPb/Pt core/shell nanoplate boosts oxygen reduction catalysis. Science 2016,354, 1410-1414.

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