頂刊動態|Nature Materials納米材料研究進展匯總【2016.05月刊】

1、配體置換膠體驅動金屬氧化物納米晶體催化

表面化學對膠體納米晶體的實用化起著關鍵作用，在這方面，金屬氧化物納米晶體（NCs）與其他NCs相比，表面酸性配位體吸附突出，并證明出其吸附的關鍵是電子轉移。

近期，比利時根特大學Jonathan De Roo團隊報道出，化學驅動配位置換可促進結合的羧酸轉換成非配位酰胺或酯。更進一步研究得出，持續配位置換，加入過量羧酸，會形成酯催化途徑。金屬氧化物可以通過化學驅動配體置換，形成有效的納米晶體催化劑。

圖1 配位置換形成酰胺和酯化

文獻鏈接：Colloidal metal oxide nanocrystal catalysis by sustained chemically driven ligand displacement

?2、Kerogen納米結構真實分子模型

Kerogen作為烴類有機骨架扮演著非常重要的角色，它主要來源于烴源巖。但Kerogen的化學，形貌和力學之間的相互聯系還沒有理解清楚。頁巖氣量的升高對環境有很大的影響，辨別地球化學，運輸，彈性，及斷裂性能與功能性關系，在Kerogen真實分子模型之中尤為重要。

Benoit Coasne利用混合實驗—模擬這種方法，提出一組Kerogen真實分子模型，并提供一些詳細的圖片證實Kerogen納米結構，但模型不考慮黏土和其他礦物頁巖存在。

圖2 Kerogen在富有機頁巖氣中形成

文獻鏈接：Realistic molecular model of kerogen’s nanostructure

3、有機交聯方法合成超晶格提升力學性能

科學界普遍認為，由各向異性和納米尺度的的礦物組成的天然生物復合材料， 其機械性能優于那些含量少的礦物和有機成分的復合材料。

對于機械強度高于微量成分的礦物與有機成分的復合材料原因，Axel Dreyer通過實驗證明：自組裝球形氧化鐵納米顆粒，在油酸分子中通過熱致交聯反應相互連接形成超晶格，該結構具有異常高的彎曲模量114GPa，硬度達到4GPa，強度為630MPa。利用納米機械模型解釋，這些優異的力學性能主要是因為有機分子連接成共價骨鏈。Axel Dreyer認為他們的交聯方法也適用于復雜納米粒子體系。

圖3 納米復合材料力學性能表征

文獻鏈接：Organically linked iron oxide nanoparticle supercrystals with exceptional isotropic mechanical properties

4、界面電荷效應控制Pt選擇性催化

調諧異質金屬催化劑電子結構已成為優化催化活性的一種有效方法。合成乙二胺涂層超薄鉑納米線作為模型催化劑，通過簡單有機修飾來誘導界面電子效應，從而在催化加氫過程中控制金屬催化劑的選擇性。

廈門大學鄭南峰課題組運用工業上很重要的物質—Pt納米線，選擇性生產N-羥基苯胺。機理研究表明：電子從乙二胺施主中轉移到鉑納米線表面，使得表面富集電子。在催化過程中，界面電子效應使得催化劑表面出現吸附電子-缺陷反應物，阻止全部氫化。更重要的是，界面電子效應是通過簡單有機修飾實現的，用這種方法這也可以對商業催化劑Pt進行優化。

圖4 極細Pt納米線結構分析

文獻鏈接：Interfacial electronic effects control the reaction selectivity of platinum catalysts

本文由材料人編輯部學術組葉嵐山供稿，材料牛編輯整理。

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