1、JACS：调整单原子催化剂的配位环境实现高效氧还原反应
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2、EES:单原子Cu催化剂原子界面效应强化ORR
金属-碳杂化材料导电性高、电子结构可调，被广泛用于ORR催化剂。对碳基材料的界面调控是提高ORR性能的有效途径之一。然而，目前尚缺乏有效的结构调控方法及纳米界面处各组分间的联系。原子界面效应能有效调变ORR催化性能。以碳材料为载体负载单原子催化剂可有效的调控局部配位环境及电子态，通过掺杂N，可进一步获得金属-氮-碳原子界面。近期研究表明，氮的较高的电负性使得中间产物的吸附能增加，降低了动力学活性。采用双组分掺杂可望控制原子界面处的电子结构，进而实现ORR性能的提升。近日，来自清华大学的王定胜、李亚栋院士和北京理工大学的陈文星教授、张加涛教授合作采用N和S共掺杂的碳为载体，负载合成了Cu单原子催化剂。该催化剂在碱性介质中的电流密度为22.9mAcm-2时对应的半波电位为0.893V（vsRHE）,远高于氮掺杂碳负载的Cu单原子催化剂。X射线精细结构分析与DFT计算揭示了Cu(+1)-N4-C8S2原子界面结构是ORR的活性位点，且Cu与碳在原子界面处的协同机制可调变反应中间产物在催化剂上的吸附自由能，是高效ORR性能的关键因素。该研究为原子界面调控提供了有效的途径，为提高氧电极反应催化剂的理性设计提供了可能。
3、Angew：表面极性诱导空间电荷分离提高GaN纳米棒阵列光催化全解水性能
非均相光催化剂在人工光合作用—将太阳能转化为化学能领域具有广阔的应用前景，包括用于光催化分解水生产H2和光催化CO2还原制高价值化学品。实现高效光催化的关键是光生载流子的分离和运输，它决定了人工光合作用系统的能量转换效率。光催化全解水是将太阳能转化为H2的有前景的方法，但是，大多数光催化剂电荷分离性能较差，导致全解水效率低。近日，中科院大连化学物理研究所李灿，李仁贵，闫建昌等以模型半导体氮化镓（GaN）为例，作者发现光生电子和空穴可以在空间上分离到GaN纳米棒阵列的非极性和极性表面，这可能是由表面极性引起的不同表面带弯曲引起的。通过共暴露极性和非极性表面，可以将GaN的光生电荷分离效率从8％提高到80％以上。此外，在非极性和极性表面上选择性的进行还原和氧化助催化剂（Rh和CoOx）的空间组装可以提高光催化全解水的性能，其量子效率从薄膜光催化剂的0.9％提高到纳米棒阵列光催化剂的6.9％。该工作揭示了由非中心对称半导体的极性特性引起的空间电荷分离现象，这为基于偏振半导体的光电器件（包括用于太阳能转换的人造光合作用系统）的设计开辟了新途径。
4、JACS：烧结的Cu-CeO2纳米棒催化剂活性位的构建
纳米催化剂稳定的活性位点的构建非常重要，但在非均相催化中是一个挑战。近日，北京大学严纯华、山东大学贾春江，中国科学院上海应用物理研究所司锐等通过在空气中800°C煅烧烧结的铜-二氧化铈催化剂，构造了稳定的配位不饱和的原子分散的铜物质。实验发现，该烧结的Cu-CeO2催化剂具有非常高的CO氧化活性，在120°C下的CO消耗率为6,100umolCO·gCu-1·s-1，至少是其它报道的铜催化剂的20倍。另外，在苛刻的循环反应条件下，优异的长期稳定性也保持不变。通过全面的结构表征和机理研究，作者确定了具有不饱和配位的Cu1O3形式的铜原子是唯一的活性位点，在该位点上CO和O2分子均被活化，从而诱导了非常低Cu负载量（1wt％）下高的CO氧化活性。
5、AngewChem：缺陷三维γ‐In2Se3电还原CO2制合成气
6、Angewandte：分子筛包裹单原子Rh——高效制氢和硝基芳烃择形加氢催化剂
7、Nat.Commun.：Ni-Mo-N/CFC纳米片电催化剂用于同时生产氢气和甲酸
8、JACS:TiO2(110)表面催化脱氢的界面氢键动力学研究
9、Nat.Commun.：原子分散的Ni作为甲烷干重整的耐焦炭活性中心
CO2和CH4是两种最主要的大气温室气体（GHGs），但它们也是丰富且低成本的碳源；CH4被认为是（相对）清洁能源，可用来实现低碳经济。甲烷干重整（DRM）是将甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）转化为合成气（H2+CO）的过程，这是世界级的大规模工业过程和能源转化（例如费托合成（FT），羰基化，加氢甲酰化）以及用于燃料和高附加值化学品的合成的重要组成部分。经过近30年的深入研究，Ni催化剂因其低成本和高初始活性（与贵金属催化剂相比）而成为最有前途的DRM候选物。然而，由于碳沉积（焦化）和/或烧结的Ni物种使催化剂失活问题，迄今尚无商业DRM工艺。近日，中科院大连化物所张涛，乔波涛等报道了一种通过与Ce掺杂的羟基磷灰石(HAP)相互作用而稳定原子分散的Ni单原子催化剂，该催化剂中CeOx掺杂的HAP稳定了孤立的Ni原子，防止催化剂的烧结和失活，可高活性和高稳定性的催化DRM。实验和计算研究表明，孤立的Ni原子具有固有的耐焦炭性，因为它们具有独特的仅激活CH4中第一个C-H键的能力，从而避免甲烷深度分解成碳。该工作为大规模开发地球富含的DRM催化剂提供了新的机会。
10、NanoEnergy：自解离组装超薄MOFs纳米片阵列用于高效析氧反应
11、Nat.Commun.：三维开放式纳米网状电催化剂高效全pH值解水
高效电解水是可持续能源的关键。近日，清华大学李亚栋、陈晨、彭卿等报道了在电化学测试过程中通过原位蚀刻从RuIrZnOx空心纳米盒中去除两性ZnO形成的高活性和耐用的RuIrOx（x≥0）纳米网笼催化剂。分散-蚀刻-孔洞策略使多孔纳米网架活性位点暴露，并且易于底物分子接触，从而大大提高了电化学表面积（ECSA）。实验发现，该纳米网笼催化剂电催化析氢反应（HER）超低的过电位（12mV，pH=0;13mV，pH=14），即可达到10mAcm-2的电流密度，而且在宽pH范围（014）内实现了高性能的电解水，达到10mAcm-2的电流密度，过电位仅为1.45V（pH=0）或1.47V（pH=14）。此外，该电催化剂具有普遍适用性，可以将各种容易获得的电解质（甚至包括废水和海水）直接用于制氢。