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一、JACS: 基于團簇類分子的鋰硫電池正極材料
近日，廈門大學化學化工學院董全峰教授課題組與英國格拉斯哥大學Leroy Cronin教授課題組在鋰硫電池研究方面取得新進展，相關成果以“Strategies to Explore and Develop Reversible Redox Reactions of Li-S in Electrode Architectures using Silver-Polyoxometalate Clusters”為題發表在JACS上（DOI: 10.1021/jacs.8b0041）。在此之前，董全峰教授課題組對鋰硫電池硫復合正極材料開展了系統的研究。前期通過原位拉曼技術并結合理論計算探究鋰硫電池的反應機理，證實對載硫基體材料的摻氮修飾可實現單質硫作為正極活性材料的完整充放電循環（Chem. Mater., 2015, 27, 2048−2055）；隨后首次將Co-N的協同催化效應成功應用于S的氧化還原過程，提出了“多功能，雙催化”的概念（EES, 2016, 9, 1998-2004）；在提高復合正極材料硫含量的基礎上，該課題組首次制備出非碳類介孔Co4N微球實現了高達95%的載硫量（ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039）。
過渡金屬多酸氧化物（POMs）是一類具有納米尺寸的分子團簇材料,具有可逆多電子反應的特性, 被形象的稱為“電子海綿”，由于它可以可逆的儲存離子和電子，從而具有成為較高比容量的儲能材料的可行性。該研究首次以多金屬氧酸鹽分子團簇作為鋰硫電池正極基體材料，這種材料（K3[H3AgIPW11O39]）同時具有路易斯酸和路易斯堿位，因而具有雙位點吸附多硫化物的功能，可實現對硫電化學反應過程的高效調控。實驗結果和DFT理論計算表明，Ag(I)的雜金屬離子在聚陰離子的骨架結構中，可以調節整個系統對多硫化物的吸附以及端點氧原子對鋰離子的吸附。以其作為骨架材料制備的鋰硫電池表現出優異的電化學性能。
【圖文導讀】 POMs吸收鋰硫電池體系產生的Li2S示意圖
二、Joule: 通過分子工程制備水分解和二氧化碳還原功能器件
近日，大連理工大學孫立成教授團隊在Joule雜志發表綜述論文“Device Fabrication for Water Oxidation, Hydrogen Generation, and CO2 Reduction via Molecular Engineering”。全文總結了通過分子工程制備電驅動和光電驅動的水分解和二氧化碳還原反應功能電極的各種策略。綜述對水分解器件制備策略進行了系統性的介紹，詳細的闡述了包括水氧化、產氫和二氧化碳還原反應在內的多種分子器件模型，并且根據催化劑在電極材料（包括導電基底、染料敏化半導體和窄帶寬半導體）上的負載方法對分子器件進行了清晰地分類，對今后太陽能燃料分子器件研究提供了一定指導意義。
Hong Yang課題組: 利用配位化學原理成功制備出了一系列骨骼清奇的二維鈀納米結構
伊利諾伊大學香檳分校的Hong Yang課題組利用配位化學原理實現了對鈀納米晶體生長的精確調控，成功制備出了一系列骨骼清奇的二維鈀納米結構。
三、Macromolecules：在聚合誘導自組裝過程中通過拓撲工程控制兩親性
近日，清華大學袁金穎教授、危巖教授、燕立唐研究員（共同通訊作者）等人在Macromolecules期刊上發表題為“Controlling Vesicular Size via Topological Engineering of Amphiphilic Polymer in Polymerization-Induced Self-Assembly”的文章。清華大學化學系博士生霍猛和化學工程系博士生徐子陽為論文的共同第一作者。在該文中，研究人員報道了利用聚合誘導自組裝（PISA），通過兩親性共聚物憎溶劑嵌段的拓撲工程實現尺寸可調的聚合物囊泡制備的方法。設想每種單體都具有其特定的分子體積和形狀，通過改變兩種單體的投料比人們可由RAFT共聚反應簡便地制備出具有不同拓撲結構的共聚物分子。分子拓撲結構的差異可能使人們獲得具有可變鏈堆積密度和可調納米結構的組裝體。在本文中，研究人員報道了一種通用和模塊化策略，該策略通過調節疏溶劑嵌段的拓撲結構來調節囊泡大小。
PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x(x = 0, 20, 40, 60, 80, 100)的DLS和TEM表征結果。
（a）PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x的DLS曲線；
（b）PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x的數均水合動力學直徑隨SMA質量分數變化的趨勢圖；
（c-h）PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x的TEM圖像：（c）x = 0，（d）x =20，（e）x = 40，（f）x = 60，（g）x = 80，（h）x = 100。
四、Angew. Chem. Int. Ed.: 從對稱破裂到揭開Au13Cu2納米團簇手性的起源
近日，在廈門大學鄭南峰教授課題組和Boon K. Teo教授（共同通訊作者）的帶領下，與芬蘭于韋斯屈萊大學合作，報道了一種通過配體的不對稱排列破壞（降低）非手性金屬內核的對稱性來合成手性納米團簇的方法，并對所合成的手性Au13Cu2團簇的手性來源進行了解釋。他們使用非手性二膦（DPPP）與巰基吡啶混配體，得到的是一對外消旋體[Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+，難以分離；通過單晶結構分析發現外消旋的Au13Cu2團簇的兩種手性構型與其使用的雙二苯基膦丙烷中C-C-C鏈的取向有直接關系，在合成中直接引入了手性雙膦（2r,4r/2s,4s-BDPP），使得雙膦配體中C-C-C鏈的取向可以通過手性季碳的絕對構型得以固定，得到了100% 光學純R或S構型Au13Cu2團簇[Au13Cu2(2r,4r-BDPP)3(SPy)6]+和[Au13Cu2(2s,4s-BDPP)3(SPy)6]+。此外，他們還結合結構分析和理論計算發現了該團簇的手性主要源于巰基吡啶（非手性配體）的不對稱排列，而手性雙膦配體的作用主要是提供空間位阻以穩定巰基吡啶的不對稱排列，并不直接貢獻于團簇的手性光譜信號。該研究為制備內核為非手性的手性金屬納米顆粒提供了一種有效的合成策略，并為解釋手性納米材料的手性來源提供了很好的模型。相關成果以題為“From Symmetry Breaking to Unraveling the Origin of the Chirality of Ligated Au13Cu2 Nanoclusters”發表在了Angew. Chem. Int. Ed.上。
圖1 [Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+的結構圖
a）對映體對[Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+（左：2-R;右：2-S）的分子結構；
b-e）從Au13（b）的Ih到Au13Cu2（c）的D3d到Au13Cu2(SPy)6（d）的C3到[Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+（e）的C1的對稱破裂。橙色代表Au，綠色代表Cu，粉紅代表P，黃色代表S，藍色代表N，灰色和淡藍色代表C。為了清晰起見，省略了所有的氫原子。
五、Chem: 彈性木頭碳海綿
近日，馬里蘭大學胡良兵教授和李騰教授，華中科技大學謝佳教授（共同通訊作者）等人通過可擴展和可持續的自上而下的方法，直接從天然輕木制造高度輕質和可壓縮的木炭海綿。化學處理從木材細胞壁去除木質素和半纖維素，直接將格狀剛性木結構轉化為彈簧狀可壓縮層狀結構。木炭海綿作為應變傳感器展現了優越的機械性能和靈敏的電響應性。該成果以“Scalable and Sustainable Approach toward Highly Compressible, Anisotropic, Lamellar Carbon Sponge”為題發表在期刊Chem上。
圖1 脆性WC和高可壓縮WCS的設計和制造過程
由于獨特的拱形分層結構，WCS具有各向異性的機械性能并且具有高度的可壓縮性。
圖2 化學處理后天然輕木的化學結構演變
（A）化學處理后天然輕木的化學成分和結構變化。
（B）化學處理時未碳化前體的組成變化。
（C）纖維素，半纖維素和木質素的含量變化。誤差線表示三組數據點的標準偏差。
（D-G）天然木材的SEM圖像。
（H-K）經處理后木材的SEM圖像。
六、Joule: 王敦偉團隊提高氮化鉭光裂解水穩定性
在美國波士頓學院的王敦偉實驗室，何昱旻和馬培艷等發現在氮化鉭納米管陣列上通過水熱的方法沉積氫氧化鈷（Co(OH)2）納米薄片能有效提高氮化鉭光氧化水的光電流密度以及穩定性。氮化鉭本身在光氧化水條件下極不穩定，與此同時光電流密度會快速下降。恰恰相反，在沉積了氫氧化鈷納米薄片后，氮化鉭的光電流密度隨著光氧化水的時間增加而提高并趨于穩定。在此基礎之上，沉積另一種高效的氧化水催化劑（Co-Pi）可以進一步提高光電流密度。當沒有光照的情況下，這種不同尋常的現象不會發生。對于氮化鉭和氫氧化鈷間界面的研究進一步表明，一個光誘導形成的界面減弱了費米能級釘扎效應，從而改善了光激發電子-空穴對在表面的復合，與此同時加快了光空穴的傳導，從而減少了自氧化副反應的發生。這個界面被解釋為在光氧化水過程中產生的氧自由基引導生成的Ta-O-Co鍵。這個發現表明了利用催化劑與半導體間的反應來提高光催化劑性能的可行性。
(A) 示意圖表明氮化鉭本身在光氧化水條件下的自氧化以及在沉積了氫氧化鈷后在光氧化水條件下形成新的界面。（B）沉積了氫氧化鈷后氮化鉭的光電流密度隨著循環伏安次數的增加而升高。類似的現象在電流密度-時間的曲線中也可以觀察到，見（C）。
七、Science：烷基砜試劑推進自由基偶聯反應模塊化
近日，美國斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute，TSRI）的Phil Baran教授課題組從市售1-苯基-1H-四氮唑-5-硫醇（6）出發，通過簡單的化學轉化引入多種官能化的烷基，得到多種苯基四氮唑砜（PT-sulfones）砌塊，并利用Ni催化烷基砜與芳基鋅試劑的自由基偶聯反應高效實現了C(sp3)-C(sp2)鍵的偶聯，可以構筑復雜化合物特別是氟烷基化合物。相關工作發表在Science上，共同第一作者為Rohan Merchant、Jacob Edwards和Tian Qin。
近日，廈門大學化學化工學院董全峰教授課題組與英國格拉斯哥大學Leroy Cronin教授課題組在鋰硫電池研究方面取得新進展，相關成果以“Strategies to Explore and Develop Reversible Redox Reactions of Li-S in Electrode Architectures using Silver-Polyoxometalate Clusters”為題發表在JACS上（DOI: 10.1021/jacs.8b0041）。在此之前，董全峰教授課題組對鋰硫電池硫復合正極材料開展了系統的研究。前期通過原位拉曼技術并結合理論計算探究鋰硫電池的反應機理，證實對載硫基體材料的摻氮修飾可實現單質硫作為正極活性材料的完整充放電循環（Chem. Mater., 2015, 27, 2048−2055）；隨后首次將Co-N的協同催化效應成功應用于S的氧化還原過程，提出了“多功能，雙催化”的概念（EES, 2016, 9, 1998-2004）；在提高復合正極材料硫含量的基礎上，該課題組首次制備出非碳類介孔Co4N微球實現了高達95%的載硫量（ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039）。
過渡金屬多酸氧化物（POMs）是一類具有納米尺寸的分子團簇材料,具有可逆多電子反應的特性, 被形象的稱為“電子海綿”，由于它可以可逆的儲存離子和電子，從而具有成為較高比容量的儲能材料的可行性。該研究首次以多金屬氧酸鹽分子團簇作為鋰硫電池正極基體材料，這種材料（K3[H3AgIPW11O39]）同時具有路易斯酸和路易斯堿位，因而具有雙位點吸附多硫化物的功能，可實現對硫電化學反應過程的高效調控。實驗結果和DFT理論計算表明，Ag(I)的雜金屬離子在聚陰離子的骨架結構中，可以調節整個系統對多硫化物的吸附以及端點氧原子對鋰離子的吸附。以其作為骨架材料制備的鋰硫電池表現出優異的電化學性能。
【圖文導讀】 POMs吸收鋰硫電池體系產生的Li2S示意圖
二、Joule: 通過分子工程制備水分解和二氧化碳還原功能器件
近日，大連理工大學孫立成教授團隊在Joule雜志發表綜述論文“Device Fabrication for Water Oxidation, Hydrogen Generation, and CO2 Reduction via Molecular Engineering”。全文總結了通過分子工程制備電驅動和光電驅動的水分解和二氧化碳還原反應功能電極的各種策略。綜述對水分解器件制備策略進行了系統性的介紹，詳細的闡述了包括水氧化、產氫和二氧化碳還原反應在內的多種分子器件模型，并且根據催化劑在電極材料（包括導電基底、染料敏化半導體和窄帶寬半導體）上的負載方法對分子器件進行了清晰地分類，對今后太陽能燃料分子器件研究提供了一定指導意義。
Hong Yang課題組: 利用配位化學原理成功制備出了一系列骨骼清奇的二維鈀納米結構
伊利諾伊大學香檳分校的Hong Yang課題組利用配位化學原理實現了對鈀納米晶體生長的精確調控，成功制備出了一系列骨骼清奇的二維鈀納米結構。
三、Macromolecules：在聚合誘導自組裝過程中通過拓撲工程控制兩親性
近日，清華大學袁金穎教授、危巖教授、燕立唐研究員（共同通訊作者）等人在Macromolecules期刊上發表題為“Controlling Vesicular Size via Topological Engineering of Amphiphilic Polymer in Polymerization-Induced Self-Assembly”的文章。清華大學化學系博士生霍猛和化學工程系博士生徐子陽為論文的共同第一作者。在該文中，研究人員報道了利用聚合誘導自組裝（PISA），通過兩親性共聚物憎溶劑嵌段的拓撲工程實現尺寸可調的聚合物囊泡制備的方法。設想每種單體都具有其特定的分子體積和形狀，通過改變兩種單體的投料比人們可由RAFT共聚反應簡便地制備出具有不同拓撲結構的共聚物分子。分子拓撲結構的差異可能使人們獲得具有可變鏈堆積密度和可調納米結構的組裝體。在本文中，研究人員報道了一種通用和模塊化策略，該策略通過調節疏溶劑嵌段的拓撲結構來調節囊泡大小。
PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x(x = 0, 20, 40, 60, 80, 100)的DLS和TEM表征結果。
（a）PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x的DLS曲線；
（b）PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x的數均水合動力學直徑隨SMA質量分數變化的趨勢圖；
（c-h）PDMA-b-P(BzMA-co-SMA)-88k-x的TEM圖像：（c）x = 0，（d）x =20，（e）x = 40，（f）x = 60，（g）x = 80，（h）x = 100。
四、Angew. Chem. Int. Ed.: 從對稱破裂到揭開Au13Cu2納米團簇手性的起源
近日，在廈門大學鄭南峰教授課題組和Boon K. Teo教授（共同通訊作者）的帶領下，與芬蘭于韋斯屈萊大學合作，報道了一種通過配體的不對稱排列破壞（降低）非手性金屬內核的對稱性來合成手性納米團簇的方法，并對所合成的手性Au13Cu2團簇的手性來源進行了解釋。他們使用非手性二膦（DPPP）與巰基吡啶混配體，得到的是一對外消旋體[Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+，難以分離；通過單晶結構分析發現外消旋的Au13Cu2團簇的兩種手性構型與其使用的雙二苯基膦丙烷中C-C-C鏈的取向有直接關系，在合成中直接引入了手性雙膦（2r,4r/2s,4s-BDPP），使得雙膦配體中C-C-C鏈的取向可以通過手性季碳的絕對構型得以固定，得到了100% 光學純R或S構型Au13Cu2團簇[Au13Cu2(2r,4r-BDPP)3(SPy)6]+和[Au13Cu2(2s,4s-BDPP)3(SPy)6]+。此外，他們還結合結構分析和理論計算發現了該團簇的手性主要源于巰基吡啶（非手性配體）的不對稱排列，而手性雙膦配體的作用主要是提供空間位阻以穩定巰基吡啶的不對稱排列，并不直接貢獻于團簇的手性光譜信號。該研究為制備內核為非手性的手性金屬納米顆粒提供了一種有效的合成策略，并為解釋手性納米材料的手性來源提供了很好的模型。相關成果以題為“From Symmetry Breaking to Unraveling the Origin of the Chirality of Ligated Au13Cu2 Nanoclusters”發表在了Angew. Chem. Int. Ed.上。
圖1 [Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+的結構圖
a）對映體對[Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+（左：2-R;右：2-S）的分子結構；
b-e）從Au13（b）的Ih到Au13Cu2（c）的D3d到Au13Cu2(SPy)6（d）的C3到[Au13Cu2(DPPP)3(SPy)6]+（e）的C1的對稱破裂。橙色代表Au，綠色代表Cu，粉紅代表P，黃色代表S，藍色代表N，灰色和淡藍色代表C。為了清晰起見，省略了所有的氫原子。
五、Chem: 彈性木頭碳海綿
近日，馬里蘭大學胡良兵教授和李騰教授，華中科技大學謝佳教授（共同通訊作者）等人通過可擴展和可持續的自上而下的方法，直接從天然輕木制造高度輕質和可壓縮的木炭海綿。化學處理從木材細胞壁去除木質素和半纖維素，直接將格狀剛性木結構轉化為彈簧狀可壓縮層狀結構。木炭海綿作為應變傳感器展現了優越的機械性能和靈敏的電響應性。該成果以“Scalable and Sustainable Approach toward Highly Compressible, Anisotropic, Lamellar Carbon Sponge”為題發表在期刊Chem上。
圖1 脆性WC和高可壓縮WCS的設計和制造過程
由于獨特的拱形分層結構，WCS具有各向異性的機械性能并且具有高度的可壓縮性。
圖2 化學處理后天然輕木的化學結構演變
（A）化學處理后天然輕木的化學成分和結構變化。
（B）化學處理時未碳化前體的組成變化。
（C）纖維素，半纖維素和木質素的含量變化。誤差線表示三組數據點的標準偏差。
（D-G）天然木材的SEM圖像。
（H-K）經處理后木材的SEM圖像。
六、Joule: 王敦偉團隊提高氮化鉭光裂解水穩定性
在美國波士頓學院的王敦偉實驗室，何昱旻和馬培艷等發現在氮化鉭納米管陣列上通過水熱的方法沉積氫氧化鈷（Co(OH)2）納米薄片能有效提高氮化鉭光氧化水的光電流密度以及穩定性。氮化鉭本身在光氧化水條件下極不穩定，與此同時光電流密度會快速下降。恰恰相反，在沉積了氫氧化鈷納米薄片后，氮化鉭的光電流密度隨著光氧化水的時間增加而提高并趨于穩定。在此基礎之上，沉積另一種高效的氧化水催化劑（Co-Pi）可以進一步提高光電流密度。當沒有光照的情況下，這種不同尋常的現象不會發生。對于氮化鉭和氫氧化鈷間界面的研究進一步表明，一個光誘導形成的界面減弱了費米能級釘扎效應，從而改善了光激發電子-空穴對在表面的復合，與此同時加快了光空穴的傳導，從而減少了自氧化副反應的發生。這個界面被解釋為在光氧化水過程中產生的氧自由基引導生成的Ta-O-Co鍵。這個發現表明了利用催化劑與半導體間的反應來提高光催化劑性能的可行性。
(A) 示意圖表明氮化鉭本身在光氧化水條件下的自氧化以及在沉積了氫氧化鈷后在光氧化水條件下形成新的界面。（B）沉積了氫氧化鈷后氮化鉭的光電流密度隨著循環伏安次數的增加而升高。類似的現象在電流密度-時間的曲線中也可以觀察到，見（C）。
七、Science：烷基砜試劑推進自由基偶聯反應模塊化
近日，美國斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute，TSRI）的Phil Baran教授課題組從市售1-苯基-1H-四氮唑-5-硫醇（6）出發，通過簡單的化學轉化引入多種官能化的烷基，得到多種苯基四氮唑砜（PT-sulfones）砌塊，并利用Ni催化烷基砜與芳基鋅試劑的自由基偶聯反應高效實現了C(sp3)-C(sp2)鍵的偶聯，可以構筑復雜化合物特別是氟烷基化合物。相關工作發表在Science上，共同第一作者為Rohan Merchant、Jacob Edwards和Tian Qin。
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