1. 華東師範大學吳鵬教授Angew. Chem. Int. Ed.：納米片MOR分子篩高選擇性甲醇制烯烴（MTO）
晶體生長的精確控制賦予了分子篩特殊的質構和催化性能。作者使用精心設計的兩親表面活性劑作為雙功能結構導向劑（SDA），製備了厚度約11 nm的納米片型絲光沸石，簡稱為MOR-NS。結構導向劑的苄基二季銨陽離子誘導MOR拓撲的形成，長而疏水的十六烷基阻止了晶體沿b軸生長。這種定向結晶是通過二氧化硅物種與SDA分子之間的無機-有機相互作用而發生的。與傳統的大塊MOR相比，MOR納米片具有高度暴露的（010）面和8元環（MR）窗口，在甲醇制烯烴的反應中具有更高的乙烯選擇性（42.1％）。此外，MOR-NS還具有等級結構和較大的外比表面積，使其在催化諸如苯甲醚與苄醇等大分子烷基化反應中更有前景。
標題：High ethylene selectivity in methanol‐to‐olefin (MTO) reaction over MOR nanosheets
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000269
2. 美國太平洋西北國家實驗室R.Morris Bullock教授J. Am. Chem. Soc.：通過修飾氫原子提取劑將催化C-N鍵形成轉移至NH3的催化氧化
作者報告了(TMP)Ru(NH3)2（TMP =四甲叉基卟啉）是一種將氨氣氧化為氮氣的分子催化劑。芳氧基自由基（三叔丁基苯氧基ArO•）從(TMP)Ru(NH3)2鍵合的氨配體中奪取H原子，催化C-N耦合至芳基對位，形成4-氨基-2,4,6-三叔丁基環己基-2,5-二烯基-1-酮。芳氧基經修飾在對位含有一個三苯甲基，即2,6-二叔丁基-4-三苯甲基苯氧基自由基，阻止了C-N偶合，並將反應路徑改變為NH3催化氧化制N2。在22 oC下，NH3的氧化反應中轉化頻率達到125（±5），這是迄今為止報道的最高值。
標題：Diversion of Catalytic C-N Bond Formation to Catalytic Oxidation of NH3 Through Modification of the Hydrogen Atom Abstractor
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13706
3. 德國亞琛工業大學ReginaPalkovits教授Nat. Commun.：鈷基鈣鈦礦型氧化物中的電子參數作為化學催化反應的描述因子
鈣鈦礦型過渡金屬（TM）氧化物是氧化和分解反應中的有效催化劑。然而，人們對組成的變化對功效的影響尚不十分了解。本研究通過原位X射線吸收光譜法（XAS）對B位取代的LaCoO3衍生物的電子特性進行分析，建立了電子參數與反應速率的關係。在超高真空下，共價的O2p-TM 3d相互作用線性描述了NO氧化和CO氧化反應速率，以及在O2存在下N2O分解速率。共價關鍵性地決定了反應的動力學相關步驟中催化活性位點與表面物質相互作用的能力。動力學相關步驟和所涉及的表面物種的性質導致XAS測量條件對關聯有效性有巨大影響。
標題：Electronic parameters in cobalt-based perovskite-type oxides asdescriptors for chemocatalytic reactions
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14305-0
4. 深圳大學何傳新教授Nat. Commun.：單原子鎳修飾碳膜電還原二氧化碳
二氧化碳的電還原為一氧化碳的來源提供了有用途徑，但是在目前的工業水平下，有效的催化劑相對較少。本文中，作者構建了一種高產、靈活、自支撐的單原子鎳修飾多孔碳膜催化劑。該膜具有相互連接的納米纖維和等級孔，提供了參與二氧化碳還原的大量單原子鎳。此外，該膜的優異機械強度和均勻分佈的鎳原子，將氣體擴散層和催化劑層結合為一體。這種集成的膜可以直接用作氣體擴散電極，以建立一個極其穩定的三相界面，實現高性能的二氧化碳電還原產生一氧化碳。在最高120 h內，分流密度為308.4 mA cm-2，法拉第效率為88％。這項工作能夠為潛在的工業規模的二氧化碳電催化劑的設計和應用提供指導。
標題：Carbon dioxide electroreduction on single-atom nickel decoratedcarbon membranes with industry compatible current densities
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14402-0
5. 中國科學院大連化物所喬波濤研究員Nat. Commun.：Au-SiO2界面O2活化
在過去的幾十年中，負載型金（Au）納米催化劑因對許多關鍵化學反應的獨特催化性能而引起了廣泛的關注。由於只有小的Au納米顆粒（NPs）才能有效地活化O2，所以O2在Au納米催化劑上的活化至關重要，並且仍然是一個挑戰。而在反應過程中金納米顆粒不可避免地會燒結成較大的Au簇，這嚴重限制了它們的實際應用。在這篇文章中，作者通過將薄的SiO2層沉積到Au / TiO2上，並在高溫下煅燒來構建Au-SiO2界面，證明該界面不僅具有很高的抗燒結性，而且對活化O2具有極高的活性。這項工作提供了對Au納米催化劑新的見解，併為設計和開發具有出色熱穩定性的高活性負載型Au催化劑鋪平了道路。
標題：Boosting the catalysis of gold by O2 activation at Au-SiO2 interface
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-14241-8
6. 北京科技大學張躍院士與康卓副教授J. Am. Chem. Soc.：單原子空位缺陷引發MoS2高效析氫
缺陷工程已廣泛應用於過渡金屬硫化物（TMD）中，以實現電、光、磁和催化調節。空位被認為是一種極其微妙的缺陷，在一般的催化調節中被認為是有效且靈活的。但是，空位狀態以及濃度對催化的影響仍然不明確。因此，通過高通量計算，在一系列用於析氫反應（HER）的MoS2模型中得出了濃度和分佈方面硫空位的最佳狀態。為了實現這一點，作者採用一種簡便而溫和的H2O2化學刻蝕策略，以將均勻分佈的單個S空位引入MoS2納米片表面。通過系統地調節蝕刻持續時間、蝕刻溫度和蝕刻溶液濃度，可以實現對S空位狀態的系統調節。優化後，HER性能在10 mA cm-2處達到48 mV dec-1的Tafel斜率和131 mV的過電勢，表明單個S空位比團聚S空位更好。這歸因於更有效的表面電子結構工程以及增強的電傳輸性能。在某種程度上彌合了理論上的精確設計與實驗中的實際調節之間的距離，所提出的策略將缺陷工程擴展到了更復雜的水平，以進一步釋放增強催化性能的潛力。
標題：Single-atom vacancy defect to trigger high-efficiency hydrogen evolution of MoS2
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12113
7. 美國路易斯安那州立大學George G. Stanley 教授 Science：高活性陽離子鈷（II）氫甲酰化催化劑
鈷配合物HCo(CO)4和HCo(CO)3(PR3)是用於與氫和一氧化碳反應生成醛的烯烴加氫甲酰化反應的原始工業催化劑。近年昂貴的銠膦催化劑具有高出其數百倍的活性，並且能在相當低的壓力下工作。
標題：Structuresof the cobalt catalyst precursors and biphenphos ligand in this study
原文鏈接：
https://science.sciencemag.org/content/367/6477/542
8. 德國柏林工業大學Arne Thomas教授 Adv. Mater: 鈷交換聚（庚嗪酰亞胺）作為過渡金屬-Nx電催化劑用於析氧反應
以鈷離子為抵消作用的聚（庚嗪酰亞胺）是一種很有前景的析氧反應電催化劑。本研究開發了一種簡便的混合鹽熔融輔助縮合法制備鈷聚（庚嗪酰亞胺）（PHI-Co）。該方法能以可控的量引入Co離子，並且Co離子能分散在在酰亞胺連接的庚嗪基質中。當應用於電催化OER時，PHI-Co展示出優異的活性，過電位為324 mV，Tafel斜率為44mV dec-1/1MKOH。
標題：Cobalt‐Exchanged Poly(Heptazine Imides) as Transition Metal–Nx Electrocatalysts for the Oxygen Evolution Reaction
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903942
9. 德累斯頓理工大學杜然、Alexander Eychmüller 團隊Matter: 擾動促進非常規快速製備的自修復貴金屬凝膠作為光催化劑
貴金屬氣凝膠（NMAs）作為一類新型多孔材料，在多個領域都顯示出了前所未有的潛力。然而，由於NMAs的製備方法耗時長且成本使其通用性受限，同時由於形成機理尚不明確，阻礙了NMAs的發展。本文通過揭示貴金屬凝膠的自愈行為，並將其應用於擾動環境下的凝膠化過程中，引入外力場，提出了一種非常規的概念性新策略，即擾動促進凝膠化方法。它克服了凝膠過程中的擴散限制，能在室溫1-10分鐘內生成整體凝膠，比大多數報道的方法快2-4個數量級。此外，利用該方法還獲得了多功能NMAs，並首次結合催化和光學性質證明了其優越的（光）電催化性能。
標題：Disturbance-Promoted Unconventional and Rapid Fabrication of Self-Healable Noble Metal Gels for (Photo-)Electrocatalysis
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590238520300023
10. 美國佐治亞理工學院鄧渝林教授Energ. Environ. Sci.：用於高效電化學還原生物酚製備碳氫燃料的超強酸-貴金屬粒子雙催化體系
電催化加氫（ECH）為在溫和條件下的含氧生物油進行升級提供了一條“綠色”途徑，但仍存在低工作電流密度（<60 mA cm 2）和低法拉第效率（通常為20-60%）的問題，嚴重阻礙了其實際應用。本文提出了一種雙催化劑電化學路線，在模型生物油化合物的氫化過程中實現了極高的法拉第效率（許多化學品的效率大於99%）和高的工作電流密度（高達800 mA cm-2）。並且在水電解中實現了對烷烴的高效脫氧，這在傳統的ECH中通常難以實現。雙催化劑體系由懸浮貴金屬催化劑和可溶性多金屬氧酸鹽（POM）組成。理論計算表明，POM具有超強酸的作用，將通常的加氫路線轉為碳離子機制，從而實現了含氧化合物的有效電解脫氧。由於沒有電流流過催化劑，甚至可以採用非導電催化劑，大大提高其現實應用的可能性。
標題：Schematic illustration and DFT calculations of the supposed proton assisted reaction mechanism.
原文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/c9ee02783a#!divAbstract
11. 北京藥理毒理研究所孟慶斌和天津南開大學李欣團隊Nat. Commun.：通過有機光催化進行的雜環直接C-H二氟甲基化
現代醫學的發現依賴於持續發展的合成方法，以滿足藥物分子設計的相關需求。含二氟甲基的雜環化合物作為一類新型有機氟分子目前研究關注度較少，其在醫藥、農業和材料科學中具有一定的應用潛能。本文開發了一種利用O2作為綠色氧化劑，有機光催化雜環直接二氟甲基化的方法。C-H氧化二氟甲基化消除了對底物、金屬和添加劑的預官能化的需求。該方法的簡單操作提升了許多二氟甲基化雜環化合物的合成效率，且產率可達中等至優異範疇。藥物分子的直接二氟甲基化在藥物開發後期顯示出實用性。此外，2′-脫氧-5-二氟甲基尿苷（F2TDR）對某些腫瘤細胞株具有良好的抗腫瘤活性，表明該方法可為藥物的開發提供助力。
標題：Direct C–H difluoromethylation of heterocycles via organic photoredox catalysis
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14494-8
12. TakeshiFujita教授、HidekiAbe教授和Masahiro Miyauchi教授Nat. Catal.：超越熱反應體系限制完成天然氣光催化的艱難轉化
甲烷的幹法重整是將天然氣原料催化轉化為合成氣（CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO）來開採天然氣原料的關鍵反應之一，可用於生產可運輸的液體燃料。然而，該反應存在熱力學轉換限制和較高的熱能要求。本文報道了SrTiO3負載的銠催化劑（Rh/STO）在紫外光照射下，在低溫不加熱的條件下可以有效地促進了甲烷的重整反應，這是常規熱催化所不能實現的 。光激發空穴和電子分別用於STO上的CH4氧化和銠上的CO2還原。同位素分析表明，晶格氧（O2-）充當媒介，推動甲烷的幹法重整。材料Rh / STO的設計原則上可以擴展到利用光子能量從不同碳資源獲得有價值產品的各種困難反應中。
標題：Photocatalytic uphill conversion of natural gas beyond the limitation of thermal reaction systems
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41929-019-0419-z
13. 中國科技大學Angew. Chem. Int. Ed.：在模擬的自然環境下光催化廢塑料生成C2燃料
塑料自然降解需要250-500年，而化學降解通常需要更多的能量或造成二次汙染。在這裡，研究者首先通過設計的光誘導順序C-C裂解和偶聯途徑，在模擬的自然環境下，將各種廢塑料高選擇性地轉化為C2燃料，其中包括真實的一次性袋子、一次性食品容器、食品包裝膜及其主要成分為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的塑料，它們可以在不使用犧牲劑的情況下被光催化成CH3COOH。例如，聚乙烯可以在40小時內被單細胞厚度的Nb2O5層100％光降解為唯一的CO2，而產生的CO2可以進一步選擇性地光還原為CH3COOH。原位電子順磁共振光譜、同步輻射真空紫外光電離質譜圖、H218O和18O2同位素標記實驗顯示，O2和‧OH自由基引發聚乙烯的氧化C-C裂解形成CO2，而原位傅里葉紅外光譜、D2O和13CO2同位素標記實驗揭示了CH3COOH是通過‧COOH中間產物的C-C耦合從CO2光還原產生的。這項工作首先建立了塑料與燃料之間潛在的兩步C-C裂解和耦合機制，這可能為同時解決白色汙染危機和在自然環境下收穫高價值的多碳燃料開闢新的途徑。
標題：Photocatalyzing Waste Plastics into C2 Fuels under Simulated Natural Environments
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201915766
14. 廣州大學Angew. Chem. Int.Ed.：電化學誘導的Zn-Ni-Co尖晶石氧化物的表面重整以增強氧氣的電催化作用
綜合研究OER與ORR之間功能的協同作用，對設計高活性、耐用的雙功能氧催化劑具有重要意義。在這裡，作者重點研究了尖晶石型氧化物（ZnXNi1-XCo2O4）中的氧化還原惰性Zn2 +，以協同優化物理孔結構並促進催化劑表面活性物種的形成。在析氧條件下，實驗和理論上都證實了Zn2+偏析的存在，新形成的VZn-O-Co允許活性中心Co和含氧物種之間進行更合適的結合相互作用，從而獲得優異的ORR性能。此外，採用結構優化的Zn0.4Ni0.6Co2O4納米顆粒負載於N摻雜碳納米管（ZNCO/NCNTs）作為高效的空氣陰極，製備了液流式鋅-空氣電池，其具有顯著的功率密度（109.1 mW cm-2）、高的開路電位（1.48 V vs. Zn）、卓越的耐用性和高倍率性能。這一發現可以闡明在OER試驗後實驗觀察到的ZnXNi1-XCo2O4氧化物的ORR活性增強。基於鋅空位的新型催化劑活化策略的原子水平上的研究可用於開發雙功能含鋅尖晶石電催化劑。
標題：Surface Reorganization on Electrochemically‐Induced Zn‐Ni‐Co Spinel Oxides for Enhanced Oxygen Electrocatalysis
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000690
15. 南方科技大學J. Am. Chem. Soc.：電化學勢窗法構建高負載單原子/團簇催化劑
單原子催化劑（SACs）和單團簇催化劑（SCCs）是非均相催化領域的新前沿，具有高活性、高選擇性、高穩定性、高原子效率和高可調諧性等特點。然而，由於缺乏有效的方法來製備高負載、高純度的SACs和SCCs，阻礙了它們的工業應用。在這項工作中，
標題：Constructing High-Loading Single-Atom/Cluster Catalysts via an Electrochemical Potential Window Strategy
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b06808
16. 多倫多大學Edward H. Sargent教授J. Am. Chem. Soc.：通過調節局部二氧化碳利用率實現高效甲烷電合成
二氧化碳（CO2RR）電還原為有價值的化學品是一個有前途的途徑，以存儲間歇性可再生電力。利用可再生電力作為能源輸入，通過CO2RR獲得的可再生甲烷具有作為碳中性燃料或化學原料的潛力，鑑於其儲存、分配和利用的基礎設施完善，它特別令人感興趣。然而，在商業相關電流密度（>100 mA cm-2）下，CO2RR對甲烷的選擇性仍然很低。密度泛函理論計算表明，降低銅表面上*CO2的覆蓋率會降低*CO中間體的覆蓋率，與競爭步驟C–C耦合相比，這有利於*CO質子化為*CHO（甲烷生成的關鍵中間體）。因此，作者採用一種實驗策略，通過調節氣流中的CO2濃度來控制Cu催化劑上的局部CO2利用率，並通過電流密度調節反應速率。結果表明，在局部電流密度為（108±5）mA cm-2和甲烷陰極能效為20%的情況下，甲烷法拉第效率（FE）達到了（48±2）%。作者發現可以22個小時穩定的電合成甲烷。這些發現為生產具有高FE和高CO2RR轉化率的甲烷，以及直接利用稀CO2原料提供了途徑。
標題：Efficient methane electrosynthesis enabled by tuninglocal CO2 availability
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12445
17. 南洋理工大學Adv. Mater. ：含有自旋極化通道的反鐵磁反尖晶石氧化物LiCoVO4用於水氧化
探索高效的析氧反應催化劑是電解水的關鍵。具有合適活性的低成本過渡金屬氧化物引起了人們的關注。最近，人們認為OER反應物和產物的不同自旋構型被認為是導致反應動力學緩慢的原因。具有磁極化通道的催化劑可以選擇性地去除具有相反磁矩的電子，並在OER期間保持整體自旋，從而促進三重態氧分子的產生。在本文中，
標題：Antiferromagnetic Inverse Spinel Oxide LiCoVO4 with Spin‐Polarized Channels for Water Oxidation
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907976
18. 天津大學、南開大學、阿德萊德大學Adv.Mater. ：尖晶石型鈷釩氧化物Co2VO4的合理設計可實現優異的電催化性能
電化學能源裝置，如燃料電池和金屬-空氣電池，將化學能直接轉化為電能，而不會對環境造成不利影響。在這些可再生能源技術中使用地球豐富的過渡金屬氧化物替代昂貴的貴金屬吸引了人們的目光。然而，它們往往受到催化和導電能力的限制。本文報道了一種尖晶石氧化物Co2VO4，它通過將金屬釩原子鏈與電活性鈷陽離子結合而實現優異的氧還原反應（ORR），這是燃料電池、金屬空氣電池等的關鍵工藝。實驗和模擬的電子能量損失譜分析揭示了八面體上的Co2+陽離子取一個eg電子的低自旋態(621)，能量學上有利於ORR。實際電導率的測量證實，與基準鈷氧化物相比，Co2VO4具有幾個數量級的增加。結果表明，以新型尖晶石型鈷釩氧化物為ORR催化劑的鋅-空氣電池具有優良的性能，並具有380mW cm−2的高放電峰值功率密度。至關重要的是，它優於最新的基於Pt/ C的設備，並且在由金屬，金屬氧化物和碳催化劑組裝而成的鋅空氣電池中最為出色。這些發現為高活性和導電性氧化物材料提供了一種新的設計策略，該材料可用於多種電催化應用，包括ORR、析氧和析氫反應。
標題：Rational Design of Spinel Cobalt Vanadate Oxide Co2VO4 for Superior Electrocatalysis
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907168
19. 吉林大學Adv. Mater. ：具有多級納米孔結構的柔性Co-Mo-N /Au電極作為析氧反應的高效電催化劑
設計高活性、高穩定性的析氧反應電催化劑是許多可再生能源儲能和轉化裝置的關鍵。在此基礎上，本文
標題：Flexible Co–Mo–N/Au Electrodes with a Hierarchical Nanoporous Architecture as Highly Efficient Electrocatalysts for Oxygen Evolution Reaction
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907214
20. Harold H. Kung教授Sci. Adv.：非接觸催化：Au團簇促進環辛烯環氧化引發乙苯選擇性氧化
傳統上，催化劑通過與反應物直接相互作用而起作用。在新的非接觸式催化系統（NCCS）中，由一個催化反應產生的中間體充當中介以使獨立反應得以進行。一個例子是乙苯的選擇性氧化，這在單獨的增溶的Au納米團簇或環辛烯的存在下不會發生，但在同時存在時容易進行。Au引發的環辛烯選擇性環氧化產生環辛烯過氧自由基和氧自由基，它們是引發乙苯氧化的中介。該組合體系有效地擴展了Au的催化作用。反應機理得到了反應動力學和自旋捕獲實驗的支持。 NCCS使平行反應的進行不受化學計量關係的限制，為工業碳氫化合物共氧化過程提供了新的思路。
標題：Noncontact catalysis: Initiation of selective ethylbenzene oxidation by Au cluster-facilitated cyclooctene epoxidation
原文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/6/5/eaax6637
21. 美國猶他大學Shelley D. Minteer教授Nat. Catal.綜述：生物電催化技術在化工、燃料和材料等領域的研究進展與展望
生物電催化是一種綠色、可持續、高效的方法，可用於生產增值化學品、清潔生物燃料和可降解材料。作為現代生物製造技術的替代方法，生物電催化充分結合了生物催化和電催化的優點，實現了用電綠色高效地生產目標產品。在此，本文回顧了生物電催化的發展現狀，討論了當前面臨的挑戰，並展望了未來的發展方向。首先，詳細介紹了生物電催化劑的結構、功能和改性方法。接下來，描述了電子轉移的機理，包括介導電子轉移和直接電子轉移。第三，本文討論了電極對生物電催化的影響。然後分析總結了生物電催化技術在化工、生物燃料、材料等領域的應用。最後，詳細介紹了生物電催化合成技術的發展和前景。
標題：The progress and outlook of bioelectrocatalysis for the productionof chemicals, fuels and materials
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41929-019-0408-2
22. 蘇州大學路建美教授Angew. Chem. Int. Ed.：構建多級空心Co9S8/ZnIn2S4管狀異質結構用於高效太陽能轉換和環境修復
合理構建異質結和光催化劑結構設計是提高光催化活性的有效途徑。在此，通過在一維空心Co9S8納米管上生長二維ZnIn2S4納米片，製備了可見光響應的Co9S8/ZnIn2S4管狀異質結構。這種合理的設計將兩種光響應型硫化物半導體結合在一起，形成多級空心管狀的穩定異質結構，提高了可見光吸收，產生了較大的表面積，充分地暴露了催化活性位點，有效地促進了光生電荷的分離和遷移。製備的多級Co9S8/ZnIn2S4納米管具有良好的光催化析H2和Cr(VI)還原效率。在可見光照射下，優化的Co9S8/ZnIn2S4異質結構在不使用任何助催化劑（金屬絡合物、貴金屬等）的條件下，表現出9039 μmol h-1 g-1的顯著產H2速率，以及在45 min內完全還原Cr(VI)。在多次光催化循環後，Co9S8/ZnIn2S4異質結構也表現出長期的穩定性。最後，提出並分析了Co9S8/ZnIn2S4異質結構的光生電荷轉移和催化機理。
標題：Construction of Hierarchical Hollow Co9S8/ZnIn2S4 Tubular Heterostructures for Highly Efficient Solar Energy Conversion and Environmental Remediation
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000503
23. 中科院大連化物所李燦院士團隊Angew. Chem. Int. Ed.：定義良好的BiOBr納米片在光催化水分解中的內在晶面依賴性反應
高度暴露於不同晶面的光催化劑的表面原子排列和配位對其光反應活性有顯著影響。然而，對於異相光催化劑中特定晶面的真實光反應活性仍存在爭議。在此，本文舉例說明了定義良好的BiOBr納米片，它們分別具有(001)和(010)晶面，以追蹤晶面在光催化水分解中的反應活性。無論是產氫反應還是產氧反應，BiOBr-(001)的實際光反應活性均明顯高於BiOBr-(010)。進一步的原位光化學探測研究證實，不同的反應活性不僅是由高度暴露的晶面決定的，而且主要由共暴露晶面決定的，這使得頂面和側面晶面之間的光生電荷的空間分離得以有效進行。這種空間電荷分離使得還原反應和氧化反應分別發生在主導晶面和共暴露面，並且具有不同的反應速率，從而決定了真正的光反應活性。
標題：Intrinsic Facet-dependent Reactivity of Well-defined BiOBr Nanosheets on Photocatalytic Water Splitting
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201916510
24. 南京師範大學蘭亞乾教授Angew. Chem. Int. Ed.：半導體共價有機框架Z型異質結用於人工光合成
在此，本文開發了一種通用的策略，將晶體共價有機框架（COFs）與半導體共價連接，創建了穩定的有機-無機Z型異質結用於人工光合成 。結合了水氧化半導體（TiO2，Bi2WO6和α-Fe2O3）與CO2還原COF（COF-316/318）合成了一系列的COF-半導體Z型光催化劑，在氣-固CO2還原中以水為電子供體，沒有額外的光敏劑和犧牲劑的條件下，表現出光催化CO2-CO的高轉換效率（COF-318-TiO2/-Bi2WO6/-α-Fe2O3為69.67/57.1/31.43 μmol/g/h）。這是第一個共價鍵合的Z型COF-無機半導體應用於人工光合成的報告。實驗和密度泛函理論證實了電子通過共價耦合從半導體向COFs的有效轉移，導致電子在COF的氰基/吡啶中的積累，從而用於CO2的還原，在半導體中留下帶正電的空穴，用於H2O的氧化，模擬了自然的光合作用。這項工作發展了一種新的方法來創建共價鍵連接的有機-無機Z型異質結，並在人工光合成領域取得了突破性進展。
標題：Semiconductor-Covalent Organic Framework Z-scheme Heterojunctionsfor Artificial Photosynthesis
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000929
25. 美國加利福尼亞大學Yat Li教授Nat. Commun.：碳摻雜開啟了NiO析氫反應中的氫吸附活性
析氫反應（HER）在鹼性介質中比在酸性介質中反應更為緩慢，因為分解水需要額外的能量。許多催化劑包括NiO，為水的分解提供了活性位點，已經得到了廣泛的研究。然而，由於缺乏有利的H吸附位點，NiO的整體性能仍然受到限制。在這裡，本文展示了一種通過碳摻雜來激活NiO的策略，這種策略會產生對H吸附有利的低配位的Ni位點。DFT計算表明，碳摻雜使Heyrovsky過程的能壘從1.17 eV降至0.81 eV，說明碳也是水-鹼環境中的HER的水分子分解的熱點。因此，碳摻雜的NiO催化劑在10 mA cm-2時具有27 mV的超低過電位，36 mV dec-1的較低的Tafel斜率，這是目前最先進的NiO催化劑中性能最優的。
標題：Carbon doping switching on the hydrogen adsorption activity of NiO for hydrogen evolution reaction
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14462-2
26. 中科大宋禮Adv. Mater.：摻入單原子Ru位點的Ni5P4催化劑實現高效的鹼性析氫反應
開發用於鹼性水電解的高效電催化劑對於鹼性產氫的實質性進展至關重要。這篇文章中，研究人員通過將Ru3+物質填充到氫氧化鎳的金屬空位中，並隨後進行磷化處理來合成摻入單原子Ru的Ni5P4電催化劑(Ni5P4-Ru)。電子順磁共振波譜，基於X射線的測試和電子顯微鏡觀察證實了鎳空位缺陷與Ru陽離子之間的強相互作用，製備得到的Ni5P4-Ru中摻入了高於3.83 wt％的單原子Ru。Ni5P4-Ru作為鹼性析氫反應催化劑，在10 mA cm-2的電流密度下，起始電位低至17 mV，過電勢僅54 mV，Tafel斜率也僅為52.0mV decade-1，並能夠保持長時間的穩定性。進一步的光譜分析結合密度泛函理論計算表明，摻雜的Ru位點可引起局部結構極化，從而帶來Ru位點上水分解的低能壘和間隙位點上優化的氫吸附自由能。
標題：Achieving Efficient Alkaline Hydrogen Evolution Reaction over a Ni5P4 Catalyst Incorporating Single‐Atomic Ru Sites
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201906972
27. 福州大學江莉龍&武漢國家磁共振中心鄭安民Nat. Commun.：深入瞭解鈷基催化劑將N2轉化為NH3的動態和穩態活性位
使用鐵基Haber-Bosch催化劑進行工業合成氨（NH3）需要苛刻的反應條件，於是開發在溫和條件下（<400°C，<2 MPa）就可表現出良好性能的催化劑是長期努力的目標。這篇文章報道了一種具有高NH3合成速率的Co-N-C催化劑，該催化劑同時展現出動態和穩態的活性位。研究人員發現，與吡啶N形成弱配位的原子級分散Co與表面H2反應，通過化學環化途徑生成NH3。單個Co原子以穩定的Co1-N3.5形式錨定於吡咯N之間，從而促進N2的吸附並將N2逐步氫化為*HNNH，*NH-NH3和*NH2-NH4。最後，通過破壞*NH2-NH4鍵可以輕易生成NH3。動態和穩態單原子活性位點的並存使得Co-N-C催化劑克服了N2分解的瓶頸，使在溫和條件下合成NH3成為可能。
標題：Insight into dynamic and steady-state active sites for nitrogen activation to ammonia by cobalt-based catalyst
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14287-z
28. 中科院生態環境研究中心張長斌&內布拉斯加大學林肯分校曾曉成Nat. Commun.：納米γ-Al2O3表面單原子Ag分散問題的研究
Ag/γ-Al2O3廣泛用於各種催化反應，且其性能取決於Ag的價態、形貌和分散性。然而，關於Ag在γ-Al2O3上的詳細錨定機理仍然未知。這篇文章中，研究人員證實γ-Al2O3上的末端羥基與錨定Ag相關：納米級γ-Al2O3上存在的大量末端羥基可導致單原子Ag的分散，從而導致性能明顯優於微米級γ-Al2O3上的Ag團簇。DFT計算表明，Ag原子主要被Al2O3(100)表面的末端羥基錨定，形成釘狀局部結構，每個Ag原子與2個或3個末端羥基鍵合。這一研究解釋了為何只能在納米級γ-Al2O3上而非微米級γ-Al2O3上自發實現單原子Ag分散的難題，獲得的關於Ag分散的認識將有助於設計更有效的負載型Ag催化劑。
標題：Resolving the puzzle of single-atom silver dispersion on nanosized γ-Al2O3 surface for high catalytic performance
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13937-1
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