1. 新加坡南洋理工大學/香港城市大學張華教授Adv. Mater.：配體交換誘導的Pd納米材料非晶化用於高效電催化析氫反應
各種非晶材料，如過渡金屬二硫化物、金屬氧化物、金屬磷酸鹽等，與結晶材料相比具有優異的電催化性能。與其他電催化材料相比，貴金屬具有較高的活性和優異的耐久性。然而，由於具有強的原子間金屬鍵合，製備非晶貴金屬納米材料仍具有很大的挑戰性。在此，本文報道了一種獨特的硫醇分子，即bismuthiol I，它可以誘導Pd納米材料從面心立方（fcc）相向非晶相轉變而不破壞其完整性。在常溫常壓條件下，通過合成後的配體交換實現了這種非晶化，適用於不同配體保護劑穩定的fcc Pd納米材料。重要的是，獲得的非晶化Pd納米粒子在酸性溶液中對電催化析氫具有顯著的增強活性和良好的穩定性。本工作為製備非晶Pd納米材料提供了一種簡便且有效的方法，並展示了其廣闊的電催化應用前景。
標題：Ligand-Exchange-Induced Amorphization of Pd Nanomaterials for Highly Efficient Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902964
2. 德國馬普所聚合物研究所Hans-Jürgen Butt教授Adv. Mater.：彈性超疏水性和光催化活性薄膜用作止血敷料
耐久性和生物相容性的超疏水錶面在生物醫學中具有重要的潛在應用價值。本文介紹了一種非氟化彈性超疏水膜，可用於醫用創面敷料以增強其止血功能。該薄膜是由二氧化鈦納米顆粒在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基質中發生化學交聯所形成的。PDMS交聯導致薄膜的應變彈性較大，使其符合基底的變形。二氧化鈦的光催化活性為其表面提供了自清潔和抗菌性能。用這種複合膜對傳統創面敷料進行了簡單的表面塗布，從而改善了止血效果。該薄膜的高透氣性和疏水性將為醫療應用提供額外的優勢。
標題：Elastic Superhydrophobic and Photocatalytic Active Films Used as Blood Repellent Dressing
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201908008
3. 新加坡南洋理工大學樓雄文教授Angew. Chem. Int. Ed.：製備具有增強光電化學性能的太陽能轉換Fe2TiO5-TiO2異質結構納米籠
具有精心設計的組成和結構的光催化劑是實現高效太陽能-化學能轉換的理想選擇。具有空心結構的異質結構半導體光催化劑具有促進光催化反應活性的優點。本文提出了一種製備Fe2TiO5-TiO2納米籠（NCs）陽極材料的簡便合成方法。將MIL-125（Ti）納米盤（NDs）進行水熱反應，轉化為Ti-Fe-O NCs，並通過後退火過程進一步轉化為Fe2TiO5-TiO2 NCs。與TiO2 NDs、Fe2TiO5納米顆粒（NPs）和Fe2TiO5-TiO2 NPs相比，由於其組成和結構上的優勢，Fe2TiO5-TiO2 NCs具有更好的PEC水氧化性能。
標題：Fabrication of Heterostructured Fe2TiO5-TiO2 Nanocages with Enhanced Photoelectrochemical Performance for Solar Energy Conversion
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000697
4. 廈門大學馬來西亞分校Wee-Jun Ong 教授Angew. Chem. Int. Ed.綜述：Z型光催化體系用於二氧化碳還原：我們現在何處?
利用陽光將CO2轉化為燃料，有望同步解決全球變暖和能源供應問題。設計高效的光催化劑至關重要，因為它具有強大的光捕獲能力、強氧化還原電勢、高電荷分離效率和優異的耐久性。迄今為止，單一組分光催化劑無法同時滿足所有這些條件。受自然光合作用的啟發，構建Z型光催化劑為克服這些瓶頸提供了一種簡便的策略。在這篇綜述中，首先介紹了光催化CO2還原和Z型體系的基本原理。接下來討論了目前最佳的Z型光催化CO2還原；同時特別關注了影響光活性的主要因素（如表面、形態、CO2吸附）。此外，還介紹了能夠開啟光催化前景的進一步修飾方法（如摻雜、負載助催化劑和晶面工程）。最後，提出了開創高效率Z型光催化CO2還原體系新紀元的挑戰和機遇。
標題：Z-Scheme Photocatalytic Systems for Carbon Dioxide Reduction: Where Are We Now?
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914925
5. 葡萄牙國際伊比利亞納米技術實驗室Lifeng Liu團隊Adv. Sci.綜述：半導體/電催化劑的耦合策略用於太陽能驅動的水分解
氫氣（H2）具有巨大的潛力，可使全球能源從目前的化石能源主導體系過渡為清潔、可持續、低碳的能源體系。雖然目前全球H2的生產以化石燃料原料為主，但為了未來的廣泛利用，以脫碳的方式生產H2是至關重要的。為此，光電化學（PEC）水分離被認為是一種非常理想的方法，對環境的負面影響最小。半導體光吸收劑和析氫/析氧反應（HER/OER）催化劑都是高效PEC池的重要組成部分。在半導體光電極上負載電催化劑在加速HER /OER動力學、抑制表面複合、降低HER/OER所需的過電位和延長半導體的使用壽命方面起著重要作用。在此，本文
標題：Strategies for Semiconductor/Electrocatalyst Coupling toward Solar-Driven Water Splitting
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201902102
6. 西北工業大學Wenyu Yuan ACS Energy Lett.：氮化鈷和介孔氮摻雜碳的界面工程：提高電荷轉移效率以增強全水分解活性
非氧化物作為高效的水分解催化劑得到了廣泛的應用。但是，這些非氧化物表面轉變明顯和結構穩定性差的問題亟待解決。在此，本文首次開展了介孔氮摻雜碳（NC）對Co4N的界面工程，其中NC可以顯著抑制Co4N在鹼性介質中的氧化，保證了Co4N與NC之間有效的界面電荷遷移。結果表明，在鹼性介質中獲得了62 mV（HER）和257 mV（OER）的極過電位低（@10 mA cm-2），以及37 mV（HER）和58 mV dec-1（OER）的低Tafel斜率。理論計算表明，它們的協同耦合效應可以顯著促進電荷轉移過程，並進一步大大降低水分解的能量壁壘。這項工作強調了非氧化物表面工程的重要性，和設計穩定電催化劑的有效途徑。
標題：Interfacial Engineering of Cobalt Nitrides and Mesoporous Nitrogen-doped Carbon: Towards Efficient Overall Water Splitting Activity with Enhanced Charge Transfer Efficiency
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c00116
7. 天津大學Langli Luo教授J. Am. Chem. Soc.：CO氧化過程中AuCu納米顆粒表面的動態原子團簇
負載的合金納米顆粒是非均相和電化學催化方法的主流的低成本替代催化劑。在反應條件，氣體分子選擇性地與一種金屬元素相互作用，引起合金納米粒子的動態結構變化，並在很大程度上控制其催化性能。然而，這種由多組分動態相互作用控制的過程，無論是結構上還是化學上，都還不清楚。本文中，作者使用最先進的環境TEM，在原子尺度上直觀地觀察了CO氧化過程中負載在CeO2上的AuCu合金納米顆粒的演化。作者發現氣體分子可以“釋放”（010）表面上的金屬原子並形成高度移動的原子簇。值得注意的是，CO暴露會導致Au在納米顆粒表面發生偏析和活化，而O2暴露會導致Cu在顆粒表面發生偏析和氧化。DFT計算證實形成的Cu2O/AuCu界面可以促進CO-O相互作用。這些發現為深入瞭解CO催化氧化反應過程的機理提供了見解。
標題：Dynamic atom clusters on AuCu nanoparticle surface during CO oxidation
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13901
8. 美國猶他大學Shelley D. Minteer教授J. Am. Chem. Soc.：H2 /α-酮酸酶燃料電池中生物電催化轉化N2制手性氨基酸
酶促電合成是一種有前景的生產有用化學物質的方法。酶燃料電池（EFC）是通過陽極處的燃料氧化以及在陰極處的氧氣或過氧化物還原將化學能轉化為電能的裝置。酶促電合成與EFC體系的集成可以同時產生自供電的酶促電合成，同時利用電子來生產高附加值的化學品。在這項研究中，作者開發了一種H2/α-酮酸EFC，用於將化學惰性的氮氣轉化為手性氨基酸。首先，設計和構建了一個高效的陰極反應體系。由施加的電壓供電，陰極提供了足夠的還原當量，以支持由固氮酶和心肌黃酶催化的NH3產生和NADH循環。將產生的NH3和NADH與亮氨酸脫氫酶（LeuDH）原位反應，生成以2-酮己酸為NH3受體的L-正亮氨酸。NH3轉化率達到92％，法拉第效率達到87.1％。在此基礎上，將具有超耐熱氫酶（SHI）作為陽極催化劑的H2動力燃料電池與陰極反應聯合，形成H2 /α-酮酸EFC。反應10小時後，L-正亮氨酸的濃度達到0.36 mM，法拉第效率為82％。因此，H2/α-酮酸EFC是電化學生產手性氨基酸的節能選擇之一。
標題：Bioelectrocatalytic Conversion from N2 to Chiral Amino Acids in a H2/α-keto Acid Enzymatic Fuel Cell
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13968
9. 蘇州大學Xiaoqing Huang教授Adv. Mater.：多孔納米棒M-Te（M = Ru, Rh, Ir）用於高效電化學固定N2
氮（N2）電化學轉化為高附加值氨（NH3）是一種非常理想的途徑，但由於N2分子的惰性，這仍然是一個艱鉅的挑戰，必須開發高活性的電催化劑才能實現。本文報道了一類新型的子彈狀M-Te（M = Ru，Rh，Ir）多孔納米棒（PNRs），是一種優良的N2還原反應（NRR）電催化劑。 經過優化的IrTe4 PNR具有卓越的活性，具有最高的NH3收率（51.1 µg h-1 mg-1cat）和法拉第效率（15.3％），以及長達20個連續循環的長期穩定性，使其成為迄今為止報道的活性最高的NRR電催化劑之一。N2程序升溫脫附和X射線光電子能譜均表明，N2的強化學吸附是增強NRR和抑制IrTe4 PNRs析氫反應的關鍵。密度泛函理論計算表明，IrTe4的優異吸附強度源自富電子的Ir與周圍高電活性的Te原子之間的協同作用。在鹼性介質中，N2和H2O的最優吸附保證了優異且連續的NRR過程。這項工作為設計高性能NRR電催化劑開闢了一條新途徑。
標題：A General Strategy to Glassy M-Te (M = Ru, Rh, Ir) Porous Nanorods for Efficient Electrochemical N2 Fixation
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907112
10. 馬克斯·普朗克固體科學研究所Rico Gutzler教授Angew. Chem. Int. Ed.：二維聚合物分子工程提高Au（111）在鹼性介質中的析氫活性
目前，氫氣的產生依賴於鉑催化劑的使用，而這種催化劑既稀少又昂貴，而正在進行的研究則集中在尋找更便宜的替代品上。在這種情況下，在表面單層生長的2D聚合物已成為具有可調化學和電子結構的多孔材料，可用於改善金屬的催化活性。在這篇文章中，作者使用設計的有機分子通過Ullmann型偶聯反應在Au（111）上製造2D結構。與單純的金催化劑相比，這種結構的金電極顯示出最高三倍的析氫反應活性。這種通過在分子水平上合理設計聚合物的方法也適用於其他電催化反應。
標題：Enhancing hydrogen evolution activity of Au(111) in alkaline media through molecular engineering of a 2D polymer
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201915855
11. 美國威斯康星大學麥迪遜分校Ive Hermans教授Angew. Chem. Int. Ed.：B-MWW沸石：違反單位點催化的案例
含硼材料在烷烴氧化脫氫（ODH）制烯烴中具有高選擇性。之前已通過多種光譜表徵技術證明，這些含硼ODH催化劑的表面在反應條件下會氧化和水解，形成無定型B2(OH)2xO(3-x)(x=0-3)層。但是，活性位點的確切性質仍然難以捉摸。在這篇文章中，作者對硼同型置換的MCM-22沸石（B-MWW）進行了的詳細表徵。使用11B固態NMR光譜，表明B-MWW中的大多數硼物種以孤立的BO3單元形式存在，並完全結合到沸石骨架中。但是，該材料對丙烷氧化脫氫生成丙烯沒有催化活性。B-MWW對丙烷氧化脫氫的催化失活證明了位點隔離的BO3單元是硼基催化劑中的活性位點。該研究結果與其他傳統研究的催化劑（如釩基催化劑）不一致，為機理解釋提供了重要的補充。
標題：B‐MWW Zeolite: The Case Against Single‐Site Catalysis
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914696
12. 復旦大學Gengfeng Zheng教授ACS Energy Lett.：通過調整鄰近的單個銅位來促進將CO2電還原為CH4
將CO2電還原為有價值的產品（例如碳氫化合物）是一種有效的CO2轉化和能量存儲策略。而要針對不同的碳氫化合物，很好地瞭解和控制調節電催化劑的能力仍然面臨著巨大的挑戰。在本文中，作者報告了一種通過N配位策略分散在摻氮碳上的Cu單原子催化劑。氮的存在可以使具有Cu-Nx構型的氮摻雜碳骨架中的銅原子充分分散和附著。銅的摻雜濃度和Cu-Nx構型可通過熱解溫度進行很好的調節。在4.9％mol的高Cu濃度下，相鄰Cu-Nx物種之間的距離足夠近，足以實現C-C耦合並生成C2H4。相反，在Cu濃度低於2.4％mol時，Cu-Nx物種之間的距離較大，因此電催化反應傾向於形成CH4作為C1產物。密度泛函理論計算進一步證實了通過結合在兩個相鄰的Cu-N2位上的兩個CO中間體產生C2H4的能力，而孤立的Cu-N4、相鄰的Cu-N4和孤立的Cu-N2位導致形成CH4。這項工作展示了一種簡便的調節活性Cu位置方法，以用於將CO2電還原為不同的碳氫化合物。
標題：Boosting CO2 Electroreduction to CH4 via Tuning Neighboring Single Copper Sites
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c00018
13. 美國斯坦福大學Barry M. Trost團隊Nat. Chem.： α-三氟甲基碳負離子在鈀催化不對稱環加成反應中的應用
三氟甲基（CF3）等含氟取代基的化學和立體選擇性構建的新方法的發展，在合成新的藥物製劑中起著至關重要的作用。部分CF3具有抑制體內代謝和改善其他藥理特性方面的特殊能力，使得許多組裝這種獨特的官能團的方法被提出。直接取代α-三氟甲基碳負離子獲得三氟甲基化產品的方法具有應用潛能但並未得到發展。儘管CF3基團的吸電子性質有助於相鄰氫的脫質子，但由此導致碳負離子傾向於發生α-氟消除，使該過程仍存在困難。本文
提出一種依賴於鄰近陽離子π-烯丙基鈀絡合物來穩定和運用瞬時α-三氟甲基碳負離子的新策略。這些鈀穩定的兩性離子通過廣泛的受體參與不對稱[3 + 2]環加成反應，生成有價值的二氟和三氟甲基環戊烷、吡咯烷和四氫呋喃。
標題：Use of α-trifluoromethyl carbanions for palladium-catalysed asymmetric cycloadditions
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41557-019-0412-9
14. 加拿大約克大學Paul A. Clarke和David K. Smith團隊JACS：凝膠用於水中催化的一種生物相關不對稱Aldol反應：有機催化劑設計到水凝膠的發現
本文報道了有機催化水凝膠作為生物相關體系的研究。凝膠是一種有趣的生物反應介質，是結合了異質和均相的特性，並從周圍環境中分離出來的結構有序的活性“固體狀”催化劑，但與溶液相緊密接觸，使其易於通過“液體狀”擴散。最初發現了一種簡單的自組裝谷氨醯胺衍生物1可催化環己酮與對硝基苯甲醛的模型ALDOL反應，但在反應過程中沒有保持其凝膠結構。本研究觀察到化合物1可直接與苯甲醛反應，以席夫鹼2為低分子量凝膠劑（LMWG）在原位形成水凝膠。這種新的動態凝膠在雙組分自組裝LMWG水凝膠比較少見，同時對其特性進行了充分的表徵。結果表明，谷氨醯胺1可以從混合物中優先選擇醛組分並進行組裝。在尋找有機催化劑的過程中，將還原條件應用於席夫鹼，得到了二級胺3，這也是一種在極低負載量下具有高度納米級有序性的高效加氫劑。特別是基於3的水凝膠催化了與生物相關的乙醇醛的醛醇二聚反應生成蘇氨酸和赤蘚糖。在緩衝條件下，該反應具有良好的轉化率、非對映選擇性和對映選擇性。採用3的水凝膠進行催化比用未組裝的3要好得多，這表明了自組裝的優越性。使用3的水凝膠進行催化比使用未組裝的3要好得多，這表明了自組裝的明顯好處。結果表明，水凝膠利用簡單的類生物LMWGS促進生物反應，這種LMWGS可以從複雜的混合物中選擇性地組裝。這些過程可能具有生物重要性。
標題：Catalytic Gels for a Prebiotically-Relevant Asymmetric Aldol Reaction in Water: From Organocatalyst Design to Hydrogel Discovery and Back Again
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13156
15. 美國密歇根州立大學James E. Jackson團隊JACS：骨架鎳上水相電催化加氫（ECH）裂解芳烷基醚的多重機理
本文對骨架鎳陰極上的水相電催化加氫反應（ECH）的機理進行了詳細的研究，以探索與能量科學有關的功能化芳醚間還原催化C-O鍵斷裂的各種途徑。芳醚的非均相催化氫解對化石燃料的氫還原和生物質木質素的改性都具有重要意義。已知諸如羰基、羥基、甲基或甲氧基等簡單官能團的存在與否會導致sp3 C-O和sp2C-O鍵之間的反應性和裂解選擇性發生顯著變化。目前的Ni和其它催化劑的氫解研究表明，木質素α-酮和α-羥基β-O-4型芳醚鍵的C-O醚鍵的裂解機理不同。
標題：Multiple Mechanisms Mapped in Aryl Alkyl Ether Cleavage via Aqueous Electrocatalytic Hydrogenation (ECH) over Skeletal Nickel
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00199
16. 中國地質大學黃洪偉教授Adv. Mater. ：宏觀自發極化和表面氧空位協同促進CO2在BiOIO3單晶上的光還原
光致電子和空穴在光催化劑內部和表面上的迅速複合嚴重地阻礙了光催化效率。然而，在兩個位置同時操作光電荷具有一定困難。本文提出通過耦合BiOIO3單晶的宏觀自發極化和表面氧空位（OVs），同步促進體電荷和表面電荷的分離，以實現CO2光還原。BiOIO3單晶沿[001]方向定向生長，形成大量排列良好的IO3極性單元，大大增強了宏觀極化電場，從而促進電荷從體到表面的快速分離和遷移。同時，表面OVs的引入建立了一個局部電場，使電荷遷移到BiOIO3納米帶表面的催化位點。具有豐富OVS的高度極化的BiOIO3納米帶表現出優異的CO還原活性，CO的產率為17.33µmol g−1 h−1（提高約十倍），而不含任何犧牲劑或助催化劑，是迄今為止報道的氣-固體系中最好的CO2還原光催化劑之一。這項工作為在體和表面的協同極化的基礎上控制電荷運動行為，提供了一個綜合的解決方案。
標題：Macroscopic Spontaneous Polarization and Surface Oxygen Vacancies Collaboratively Boosting CO2 Photoreduction on BiOIO3 Single Crystals
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201908350
17. 荷蘭烏得勒支大學 Bert Marc Weckhuysen團隊Angew. Chem.：單向通道內的沸石分離催化過程
構建結構-反應關係對開發優良的催化材料至關重要。設計具有可控活性位點金屬納米粒子的金屬基催化劑，近年得到了廣泛的研究。然而，由於微孔材料的反應活性取決於其活性中心及其孔和/或空穴的類型，因此很難實現。本研究開發了一個明確定義的的模型系統，可在各種催化反應，即甲醇和乙醇-碳氫化合物（MTH和ETH）過程以及齊聚反應中，建立特定沸石通道取向的結構-反應關係。分別用操作紫外可見漫反射光譜（DRS）和在線質譜（MS）監測了MTH過程中單一取向ZSM-5分子篩通道中截留和排出的碳氫化合物。結果表明，直通道有利於內部焦碳的形成，促進芳烴循環。而正弦通道產生芳烴，例如甲苯，這些芳烴進一步生長為聚多環芳烴，例如石墨焦，導致沸石失活。
標題：Disentangling Catalytic Processes of Zeolites within Single Oriented Channels
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201916596
18. 康奈爾大學Héctor D. Abruña & R. Bruce van Dover JACS：鹼性燃料電池Pd基氧還原電催化劑的綜合研究
氫燃料電池是一種基於可再生能源的能量轉化技術，被認為是極具潛力的電動汽車動力提供裝置。然而，陰極處緩慢的氧還原反應（ORR）仍然是制約其發展的長期挑戰，需要設計具有高活性且低成本的非鉑電催化劑。這篇文章中，研究人員通過磁控濺射（一種物理氣相沉積方法）製備得到一系列不同組成和結構的Pd-Cu合金納米顆粒催化劑，作為評估二元合金ORR活性的快速方法。這代表了一種使用可替換的玻碳圓盤電極的簡便的催化劑篩選方法，該方法能夠使用標準的旋轉圓盤電極（RDE）測量快速可靠地評估ORR活性。在該研究製備的9種Pd-Cu合金中，Pd50Cu50（即Pd:Cu=1:1）被認為是最優組成，並被用作納米粒子合成的目標。負載在碳上的PdCu納米顆粒的質量比活性和表面比活性分別是1 M KOH中Pd/C參照組的3倍和2.5倍。PdCu/C也表現出優秀的穩定性，在20,000和100,000個循環後，半波電勢僅分別負移3 mV，13 mV。本文所述的指導納米顆粒合成的組合方法為其他二元或三元合金作為燃料電池電催化劑提供了一種優化的高通量篩選方法。
標題：Combinatorial Studies of Palladium-based Oxygen Reduction Electrocatalysts for Alkaline Fuel Cells
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13400
19. 吉林大學Xiaoqiang Cui JACS：氫穩定的RhPdH二維雙金屬納米片用於高效的鹼性析氫反應
具有高活性和穩定性的鹼性析氫反應（HER）催化劑的設計是仍然亟待解決的問題。這篇文章報道了一種高效的二維雙金屬氫化物催化劑，合成過程中甲醛溶液化學釋放的H被引入銠鈀雙金屬化合物中，成為了高度穩定的催化劑 。密度泛函理論計算表明，H受電子相互作用和RhPd合金反向穩定性的Miedema規則限制。該催化劑表現出出色的鹼性HER催化性能，在10 mA cm–2下具有40 mV的低過電勢，在100 mA cm–2下可保持10小時以上的穩定性。實驗結果表明，受限的H提高了活性，而穩定性則歸因於超薄片狀形貌。這項工作為通過將雜原子限制在雙金屬片的晶格中來合成高活性催化劑提供了指導，並且為由高度不混溶組分製備的雙金屬片的生長提供了一種非常新穎的機理。
標題：Hydrogen stabilized RhPdH 2D bimetallene nanosheets for efficient alkaline hydrogen evolution
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00218
20. 奧爾胡斯大學&韓國基礎科學研究所JACS：聯吡啶錳催化劑的配體控制電化學二氧化碳還原的產物選擇性
二氧化碳電還原反應中，控制CO2還原產物的選擇性仍然是主要挑戰。這篇文章報道了一系列精心設計的含有聯吡啶或菲咯啉配體的羰基錳配合物：若配體結構中包含特定位的叔胺，則可以將CO2還原為甲酸；若配體中不存在胺基或胺基遠離金屬中心，則可以還原成CO。這類胺改性配合物是將CO2還原為甲酸的活性最高的催化劑，在630 mV的過電位（HO pathway）下，TOF高達5500 s–1。在另一種低過電位還原路徑（LO pathway）中，轉換反應甚至可以在低至300 mV的過電位下發生。此外，本文還通過循環伏安法，1H NMR，DFT計算和紅外光譜電化學法證實，在原位質子化胺基團的輔助下形成的Mn氫化物是關鍵中間體。
標題：Ligand Controlled Product Selectivity in the Electrochemical Carbon Dioxide Reduction Using Manganese Bipyridine Catalysts
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11806
21. 普林斯頓大學Paul J. Chirik JACS：硼活化效應可促進鈷催化的空間位阻烯烴的不對稱加氫反應
用C1對稱吡啶(二亞胺)（PDI）鈷配合物以高收率和對映選擇性將帶有一個-[[BPin]（BPin=薄荷腦硼烷基）和一個-[BDan]（BDan=1,8-二氨基萘甲硼烷基）取代基的不對稱1,1-二硼基烯烴進行氫化反應。用2-烷基，2-芳基和2-硼基取代的1,1-二硼烷基烯烴表現出高活性和立體選擇性，產生了對映體富集的二硼烷基烷烴結構單元。對底物取代基作用的系統研究確定了在硼取代基的關鍵活化作用中競爭性的空間作用和電子需求，即空間上不受阻礙的硼酸鹽，例如– [BDan]，-[BCat]（BCat=兒茶酚硼烷基）和-[Beg]（Beg=乙二醇糖基硼基）通過不可逆的α-硼定向插入來實現極具挑戰性的三取代烯烴的氫化。用1,1-二硼烷基烯烴進行氘標記的研究表明，該插入方式可生成具有兩個不同的硼取代基和與相同碳鍵合的鈷的手性中間體。
標題：A Boron Activating Effect Enables Cobalt-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of Sterically Hindered Alkenes
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12214
22. 湖南大學&中科院北京分子科學研究中心&國科大Adv. Mater.：有機小分子活化過渡金屬泡沫用於氧析出反應
開發用於氧析出反應（OER）的低成本，高效且穩定的電催化劑對於水電解的實際應用至關重要。這篇文章中，研究人員發現，利用一種簡便的溴誘導的固相遷移過程，通過嵌入金屬納米網格的石墨烯樣薄膜（M-NM@G）的直接演變，有機小分子（六溴代苯，HBB）可以活化商業過渡金屬（Ni，Fe和NiFe）泡沫。系統的研究表明，HBB可以通過裂解C-Br鍵和形成C=C鍵，在塊狀金屬泡沫基體上生成石墨烯樣網絡。同時，裂解的C-Br片段可有效地從塊狀基體中提取金屬原子，從而原位生成嵌入在石墨烯樣薄膜中的過渡金屬納米網格。因此，這種功能性納米結構在OER電催化反應中表現出低過電勢和優異的長期穩定性，NiFe-NM@G催化劑在100 mA cm-2處的過電勢僅為208 mV，在眾多OER電催化劑中名列前茅。這項工作展示了一種可通過與有機小分子的相互作用將塊體過渡金屬直接轉變為納米結構的功能性電催化劑的通用策略，從而為有機小分子在能源技術中的應用開闢了機遇。
標題：Organic Small Molecule Activates Transition Metal Foam for Efficient Oxygen
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201906015
23. David Sinton教授和Edward H. Sargent教授Science：在活性大於1 A cm−2時將CO2電解成多碳產物
電解提供了一種有吸引力的途徑來將溫室氣體如二氧化碳（CO2）升級為有價值的燃料和原料；然而，生產率常常受到氣體通過液體電解質擴散到催化劑表面的限制。在這裡，作者
標題：CO2 electrolysis to multicarbon products at activities greater than 1 A cm−2
原文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/367/6478/661
24. 巴黎薩克利大學Angela Marinetti教授和Xavier Guinchard教授J. Am. Chem. Soc.：束縛反離子定向催化:金(I)對映選擇性催化中手性離子對和雙功能配體策略的結合
通過膦配體將金屬絡合物與磷酸鹽反離子結合，實現了不對稱反陰離子導向催化（ACDC）的新策略。作者設計了一個簡單、可擴展的合成路線，可以合成一個顯示磷酸功能的手性膦的金（I）絡合物。該絡合物生成了一種催化活性物種，在陽離子Au（I）中心和磷酸鹽反離子之間具有前所未有的分子內關係。在串聯環異構化/親核加成反應中，通過在顯著低的0.2 mol%催化劑負載量下獲得高的對映體選擇性水平（高達97% ee），證明了將催化劑的兩種功能集中在一起的好處。值得注意的是，該方法在無銀體系中也適用。
標題：Tethered Counterion-Directed Catalysis: Merging the Chiral Ion-pairing and Bifunctional Ligand Strategies in Enantioselective Gold(I) Catalysis
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11154
25. 中山大學Chem：全固態Z型α-Fe2O3/氨基-RGO/CsPbBr3雜化材料用於光催化CO2還原
雖然鹵化鉛鈣鈦礦（PVK）因其優異的光電性能而被認為是一種很有前途的光催化劑替代品，但嚴重的電荷複合限制了其催化活性。為了解決這一問題，以往的研究工作都是在PVK基II型異質結或肖特基結的製備上進行的。不幸的是，這是以電子轉移削弱了光生電子的還原能力為代價的。在此，作者精心設計了一種基於PVK的Z型光催化劑，它不僅可以提高半導體的電荷分離，而且可以保持半導體的高氧化還原電位。通過對界面相互作用的精細控制，建立了有效的Z型電子轉移，使可見光驅動下的CO2和H2O向CH4和O2的整體轉化率大大提高。這為合理設計有效的PVK基光催化劑提供了新的途徑。
標題：All-Solid-State Z-Scheme α-Fe2O3/Amine-RGO/CsPbBr3 Hybrids for Visible-Light-Driven Photocatalytic CO2 Reduction
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929420300292
26. 蘇黎世理工大學Christophe Copéret教授Angew. Chem. Int. Ed.：具有炔烴金屬-碳鍵特性的金屬烷基化合物：烷烴複分解前催化劑中的關鍵電子結構
在低溫（150°C）下，二氧化硅負載物種(≡SiO)WMe5和（≡SiO）TaMe4催化烷烴的複分解同系物，而（≡SiO）TaMe3Cp*不活潑。對比反應性， 13C NMR特徵的差異平行；前者顯示出更多的非屏蔽各向同性化學位移（δ iso）和幾乎軸向對稱的化學位移張量，與在其分子前驅體TaMe5和WM6中觀察到的相似。對化學位移張量的分析揭示了它們的金屬-碳（形式上是單鍵）鍵中存在三鍵特性。這種電子結構反映了它們產生次烷基化物（alkylidynes）和參與烷烴複分解的傾向，進一步證明了次烷基化物是該反應中的關鍵反應中間體。這項研究建立化學位移作為描述符，以識別潛在的烷烴複分解催化劑。
標題：Metal Alkyls with Alkylidynic Metal–Carbon Bond Character: Key Electronic Structures in Alkane Metathesis Precatalysts
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201915557
27. Magnus Rueping教授Angew. Chem. Int. Ed.：鎳催化烷基和芳基鹵化物的鏈行走交叉親電偶聯及電化學還原烯烴加氫芳基化反應
首次提出了鎳催化交叉親電偶聯的電化學方法。該方法提供了一種新的途徑，從簡單易得的烷基和芳基鹵化物中獲得1,1-二芳基烷烴衍生物，在溫和條件下具有良好的產率和良好的區域選擇性。該方法對多種官能團具有良好的耐受性，一級鹵代烴和二級鹵代烴均可使用。此外，該反應成功地放大到了數克級別，證明了其工業應用的潛力。機理研究表明，在電還原鏈行走芳基化反應中形成了氫化鎳，這導致了新的苯乙烯催化的鎳催化加氫芳基化反應的進一步發展，該反應在溫和的反應條件下以高收率提供了一系列1,1-二芳基烷烴。
標題：Nickel catalyzed chain walking cross‐ele ctrophile coupling of alkyl and aryl halides and olefin hydroarylation enabled by electrochemical reduction
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201915418
28. 荷蘭烏得勒支大學Bert Marc Weckhuysen教授Angew. Chem. Int. Ed.：使用掃描透射X射線顯微鏡以納米級分辨率闡明銅-交換的汽車尾氣NH3-SCR催化劑的失活
為了從納米尺度上了解使用氨還原劑進行NOX選擇性催化還原（SCR）的催化劑耐久性的潛在機理，作者採用掃描透射X射線顯微鏡（STXM）研究具有CHA和MFI骨架結構的銅交換沸石模擬135,000英里老化過程的前後。在Al K和Cu L邊緣使用50×50 nm2的光斑尺寸進行X射線吸收近邊緣結構（XANES）的測量。分析了骨架中Al，Cu的氧化態和幾何變化的局部環境，顯示出多因素誘導的催化失活。在銅交換的MFI中，由於老化過程，觀察到了CuII向CuI和CuxOy的轉變。還發現在沸石顆粒表面附近的骨架外Al和失活的Cu物種之間存在空間相關性。另外，CuI和三配位Al之間存在弱的正相關。通過檢查新鮮和老化的銅交換沸石中的Al和Cu種類，得出結論，對於NH3-SCR活性而言，保持獨立的CuII位點的重要性要高於布朗斯特酸性位點的重要性。
標題：Deactivation of Cu‐exchanged Automotive Emissions NH3‐SCR Catalysts Elucidated with Nanoscale Resolution using Scanning Transmission X‐ray Microscopy
原文鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201916554
29. Douglas R. Macfarlane教授和Alexandr N. Simonov教授ACS Energy Lett.：通過快速1H NMR分析精製銨定量法以進行二氮還原研究
隨著電化學和光化學N2還原合成氨研究的不斷深入，氨水和非質子電解質的種類也越來越多，1H NMR光譜技術越來越多地被用作銨定量的手段。但是，此方法對實驗參數高度敏感，例如此處使用的高度通用且強大的NMR脈衝程序。作者證明了測量對分析溶液的最終pH的敏感性，並確定了[H+]濃度範圍，可實現可靠的定量。作者比較了直接定量和校準方法，表明前者對自旋弛豫效應非常敏感，並確定後者是最可靠的方法。該方法經過優化後，可在12-22分鐘內直接快速定量14NH4+和15NH4+，檢測限為5-10 µM（取決於溶劑），這滿足了當前電化學和光化學N2還原研究的需求。
標題：Refining Universal Procedures for Ammonium Quantification via Rapid 1H NMR Analysis for Dinitrogen Reduction Studies
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b02812
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