綜述類頂刊：Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Nat. Rev. Chem.、AM最新導讀！

2020年影響因子新鮮出爐，其中綜述類頂刊影響因子勢頭依舊強勁，筆者列舉了綜述類頂刊TOP4：Chem. Rev.（IF: 52.758）、Chem. Soc. Rev.（IF: 42.846）、Nat. Rev. Chem.（IF: 34.953）、AM（IF: 27.398）的近期最新的8篇文章，供大家學習參考。

Chem. Rev.：聚合物衍生的雜原子摻雜多孔碳材料

雜原子摻雜多孔碳材料(HPCMs)在吸附/分離、有機催化、傳感和能量轉換/存儲等領域有著廣泛的應用。碳前體的明智選擇是制造具有特定用途和功能最大化的高性能相變材料的關鍵。在這方面，聚合物作為前體已經顯示出了巨大的前景，因為它們具有多用途的分子和納米級結構，可調節的化學成分，以及豐富的加工技術，以產生紋理，結合適當的固態化學，可以在整個碳化過程中保持。南開大學Hong Wang教授聯合瑞典斯德哥爾摩大學Jiayin Yuan教授等人從多孔性、雜原子摻雜效應、晶體形貌及其應用等方面綜述了近年來聚合物衍生功能高分子復合材料的研究進展。首先，總結和討論合成方法，包括硬模板和軟模板方法，以及使用聚合物控制孔隙和/或雜原子的直接合成策略，其次，我們總結了雜原子摻雜對高性能聚合物的熱穩定性、電子和光學性質以及表面化學的影響。具體地，討論了雜原子摻雜效應，包括單一類型的雜原子摻雜和兩種或兩種以上雜原子進入碳網的共摻雜。考慮到高聚物的形態在其應用光譜中的重要意義，提出了合適的聚合物前體的選擇和精確調控高聚物形態的策略。最后，提出了如何通過使用聚合物來預先定義高聚物的結構，以實現其在當前能源產生/轉化和環境修復領域的潛在應用。相關研究以“Polymer-Derived Heteroatom-Doped Porous Carbon Materials”為題目，發表在Chem. Rev.上。（DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00080）

圖1?合成聚合物衍生的高性能聚合物的路線

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Chem. Rev.：原子分散的金屬催化劑的表面配位化學

近年來，隨著新合成策略的迅速發展，分散在不同化學成分和性質的載體上的原子級自分散金屬催化劑（ADCs）呈爆發性增長。不同ADCs的可用性為在原子水平上研究復雜的多相催化機制創造了一個強大的材料平臺。考慮到ADCs上分散的金屬原子大多是由載體的供體進行配位的，廈門大學鄭南峰教授等人綜述了表面配位化學在決定ADCs催化性能中的重要作用，從配位化學與多相催化的關系入手進行綜述。在簡要介紹了常用結構表征方法在確定ADCs配位結構方面的優勢和局限性之后，討論了其在不同類型載體上的表面配位化學。說明了不同支撐體系上的局部和鄰近配位物種如何與分散的催化金屬中心共同作用，以確定ADCs的催化活性、選擇性和穩定性。另外，重點討論了ADCs在催化過程中配位結構的動態變化。相關研究以“Surface Coordination Chemistry of Atomically Dispersed Metal Catalysts”為題目，發表在Chem. Rev.上。（DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00094）

圖2?ADCs的不同表征方法示意圖

Chem. Soc. Rev.：超薄2D光催化劑用于CO₂光還原的基礎和挑戰

目前二氧化碳光還原存在著光轉換效率低、產物選擇性差的問題。超薄二維材料具有高密度、高均勻性的高活性位點，可以作為理想的模型來定制決定二氧化碳光轉換效率和產物選擇性的三個關鍵參數。在本文中，中國科學技術大學謝毅院士、孫永福教授等人總結了具有缺陷水平和中間帶的超薄二維半導體以及具有特殊部分占位帶的導體所具有的擴展吸收光譜范圍。此外，還概述了帶有缺陷態、表面極化態和內置電場的超薄二維半導體對載流子分離效率的提高。回顧了超薄二維半導體的平面內異質結構、孤立的單原子和豐富的低配位雙金屬位點誘導的加速氧化還原反應動力學。最后，對具有雙重或多重活性位點的超薄二維材料高效選擇性光轉化二氧化碳為C₂₊產物的問題進行了展望。相關研究以 “Fundamentals and challenges of ultrathin 2D photocatalysts in boosting CO₂?photoreduction”為題目，發表在Chem. Soc. Rev.上。（DOI: 10.1039/d0cs00332h）

圖3?圖示CO₂光還原過程，包括光吸收、載體分離和表面氧化還原反應

Chem. Soc. Rev.：新興2D MXenes超級電容器的現狀、挑戰和前景

MXenes是一類具有豐富化學性質的二維過渡金屬碳化物/氮化物。MXenes憑借其固有的電子導電性、優越的親水性、豐富的表面化學性質和層狀結構，在二維無機功能材料領域開辟了一個令人興奮的新領域，有關MXenes的論文數量呈指數級增長。其獨特的性能和簡單的處理方式使其在儲能，特別是超級電容器等領域具有廣闊的應用前景。中科院金屬所Xiaohui Wang教授聯合青島理工大學Zhenjiang Li教授綜述了目前MXene在超級電容器上的研究進展。首先回顧了各種制備路線及其對晶體結構和表面化學的影響，然后介紹了層狀MXenes的結構、性質、穩定性和種類。重點研究了電容儲能機制和決定超級電容器電化學行為和性能的因素。另外，綜述了基于氙的超級電容器，強調了氙在構建儲能器件中的重要意義。提出了這一蓬勃發展的領域所面臨的挑戰和展望，以促進MXenes在超級電容器中的進一步發展。相關研究以“Emerging 2D MXenes for supercapacitors: status, challenges and prospects”為題目，發表在Chem. Soc. Rev.上 。（DOI: 10.1039/d0cs00175a）

圖4?蝕刻合成單層、多層MXene的過程示意圖

Nat. Rev. Chem.：金屬配合物中的電荷轉移過程使發光和記憶功能得以實現

過渡-金屬-配體配合物正在成為材料科學中有用的范例。過渡金屬配合物具有不同的金屬d電子構型、氧化態、配位數和幾何形狀，因此它們可以經歷不同的電子躍遷陣列。金屬到配體的電荷轉移躍遷及其相關激發態由于其豐富的氧化還原性質和魯棒性而特別具有吸引力，這種化學過程是可通過選擇適當的低價金屬中心和強π-受體配體達到的。深入了解它們的電荷轉移、組裝和結構-屬性關系對于合理地設計綜合體并針對預期的應用程序調整它們的特性非常重要。除了它們吸引人的光收集和光催化的應用之外，香港大學Vivian Wing-Wah Yam教授等人還描述了過渡金屬配合物作為磷光有機發光二極管和電阻存儲器器件材料的最新發展。相關研究以“Charge-transfer processes in metal complexes enable luminescence and memory functions”為題目，發表在Nat. Rev. Chem.上。（DOI：10.1038/s41570-020-0199-7）

圖5?供-受體PtII配合物通過電荷轉移躍遷用于人工光采集

Nat. Rev. Chem.：水界面的分子反應

這篇綜述旨在批判性地分析水界面的化學反應這一新興領域。自從“on-water catalysis”的發現以來，這一課題的研究進展迅速，其指的是在水表面或其與疏水介質界面發生反應的顯著加速。法國洛林大學Manuel F. Ruiz-Lopez教授等人回顧了大氣和合成有機化學領域的關鍵實驗研究，以及探索生命起源的相關研究，以展示這一現象的重要性。討論了這些過程的物理化學方面如結構，動力學和熱力學的吸附和溶劑化過程在水的界面。還提出了旨在解釋界面催化的基本理論，以及先進的從頭算分子動力學模擬的結果。雖然這里討論的一些主題已經是之前綜述的重點，但研究的目的是強調它們在不同學科之間的相互聯系，提供一個共同的視角，幫助確定在這個快速發展的領域中仍未完全理解的最基本問題。相關 研究以“Molecular reactions at aqueous interfaces”為題目，發表在Nat. Rev. Chem.上。（DOI: 10.1038/s41570-020-0203-2）

圖6?水界面和界面過程示意圖

AM：乳劑和異相水基聚合物體系中的納米纖維素

納米纖維素(即細菌納米纖維素、纖維素納米晶和纖維素納米絲)是一種以纖維素為基礎的材料，在納米尺度上至少有一個維度。這些材料具有獨特和有用的性能，并已被證明在油水界面組裝，并賦予乳液和乳膠體系新的功能。英屬哥倫比亞大學Emily D. Cranston教授等人綜述了納米纖維素在乳液和非均相水基聚合物中的應用，包括分散、懸浮和乳液聚合。描述了過去使用納米纖維素作為穩定劑或添加劑的工作，并強調了通過使用納米纖維素可以定制的性能。即使在低負荷下，納米纖維素作為乳液和聚合物應用的性能調節劑也提供了前所未有的控制能力，例如，對乳液類型、穩定性和刺激響應行為的影響。納米纖維素可以調整聚合物粒子的尺寸、表面電荷和形態等性質，或者用于制造具有增強機械、熱和粘接性能的膠囊和聚合物納米復合材料。另外，討論了納米纖維素的作用，并展望了納米纖維素的發展方向。過使用納米纖維素可以定制的性能。相關研究以“Nanocellulose in Emulsions and Heterogeneous Water-Based Polymer Systems: A Review”為題目，發表在AM上。（DOI: 10.1002/adma.202002404）

圖7?球形顆粒在油水界面的三相接觸角示意圖

AM：原子級六方氮化硼及其異質結構

原子級的六方氮化硼(h-BN)是一種新興的二維材料。由于其原子平整度高、無懸垂鍵、穩定性好等優點，被認為是其他二維材料器件的理想基材。特別地，h-BN被發現是一種天然的中紅外范圍雙曲材料以及壓電材料。所有這些獨特的性能有利于在光電子和電子學領域的新應用。目前，大多數這些應用僅僅是基于脫落的h-BN薄片的概念驗證階段。化學氣相沉積(CVD)被認為是最有希望生產大規模、高質量、原子級的h-BN 薄膜和異質結構的方法。在這里，哈爾濱工業大學PingAn Hu教授等人重點綜述了?CVD合成原子級h-BN。此外，系統地研究了生長動力學，為可控制和可擴展的制備h-BN單晶膜提出了一般的策略。同時，對二維材料外延生長在h-BN上及其邊緣構建異質結構進行了總結，強調異質結構中組成部分的特異性取向可以引入新的性能。最后，總結了薄膜氫硼化物及其異質結構在光電子學和電子學中的最新應用。相關研究以“Atomically Thin Hexagonal Boron Nitride and Its Heterostructures”為題目，發表在AM上。（DOI: 10.1002/adma.202000769）

圖8?h-BN的性質及其典型應用

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