3篇《Angew》！江雷院士、李廷帥副教授等團隊發表“靜電紡絲”最新成果

導語

本期精選了江雷院士團隊、李廷帥副教授、Arumugam Manthiram教授團隊在期刊《Angewandte Chemie International Edition》( IF 16.823)發表的3篇最新成果，主要介紹了靜電紡納米纖維在能量收集、催化劑領域的最新研究進展，供大家了解學習。

1、中科院理化所江雷院士團隊：異質靜電紡納米纖維膜用于可調滲透能量收集

?挑戰：離子通道在多重刺激下的構象變化被認為是離子門控效應，對能量轉換、滲透壓調節和信號傳遞等許多生物過程至關重要。 然而，生物離子通道只能在脂質膜存在的情況下使用，極大地限制了其實際應用。

?方法：中科院理化所江雷院士、聞利平研究員和孔祥玉研究員通過層層靜電紡絲 PS-b-P2VP 和 PS-b-PAA 納米纖維膜，然后進行選擇性溶脹過程，制備了異質靜電紡絲納米纖維膜 (HENM)。

?創新點1：HENM的離子輸運特性具有穩定的pH響應性能，在pH值為6.5時離子電流可以緩慢地從低值向高值轉移。使用HENM收集滲透能，輸出功率密度達到最大12.34 W m-2。

?創新點2：由于離子門控特性，HENM成功實現了不同pH刺激下的可調滲透能輸出。因此，基于HENM的滲透能發生器可以通過調節pH值，根據實際能源需求定量提供電能，滿足各種設備的不同要求。

https://doi.org/10.1002/anie.202212120

2、電子科技大學李廷帥副教授：富氧空位的缺陷假鈣鈦礦Fe2TiO5納米纖維用于耐久電催化還原硝酸鹽制氨

?挑戰：最近，電催化硝酸還原氨的研究受到越來越多的關注。該過程以水為氫源，并由風能和太陽能等可持續能源提供動力。然而，電催化硝酸鹽還原會被析氫反應(HER)和其他一些副反應所抑制。因此，迫切需要具有優異選擇性和穩定性的高效電催化劑。

?方法：電子科技大學李廷帥副教授通過靜電紡絲法成功地制備了具有豐富氧空位均勻連續的Fe2TiO5納米纖維。在制備過程中使用的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)有利于引入Vos，因為電荷容易從PVP的官能團轉移到金屬離子配合物，從而形成表面缺陷。此外，Fe3+隨機取代Ti4+也可能增加材料中的Vos。

?創新點1：氨產率高達0.73 mmol h-1 mg-1cat，在含有 0.1M NaNO3 的磷酸鹽緩沖鹽水溶液中，法拉第效率 (FE) 高達 87.6%，同時保持良好的電化學耐久性和化學穩定性。因此，該催化劑對亞硝酸根還原為氨具有較好的電化學性能。

?創新點2：Fe和O結合時形成的少量反鍵態降低了費米能量，促進了電荷轉移，同時Vo將d帶中心轉移到更高的水平，促進催化活性的增強。

https://doi.org/10.1002/anie.202215782

3、德克薩斯大學奧斯汀分校Arumugam Manthiram教授：C@Fe3N 海綿實現高效有機硫和鋰金屬主體

?挑戰：鋰-有機硫電池具有較高理論比容量，但在實際應用中存在壽命不理想、活性材料利用率低等問題。

?方法：德克薩斯大學奧斯汀分校Arumugam Manthiram通過靜電紡絲法和隨后的氮化處理制備了C@Fe3N納米纖維海綿。

?創新點1：具有優異親鋰性能的C@Fe3N引導均勻的鋰沉積，并原位形成穩定的固體電解質界面(SEI)層，抑制枝晶形成。此外，C@Fe3N可以催化DIXPS的轉化，從而在貧電解質條件下顯著提高活性材料的利用率。

?創新點2：C@Fe3N在對稱電池中實現了超過9000小時的顯著循環壽命，在10 mA cm-2的高電流密度和10 mAh cm-2的高面積容量下具有僅47 mV的極低過電位。C@Fe3N的協同效應使Li-OS滿電池在超過1000次循環中具有極其穩定的循環性能。

https://doi.org/10.1002/anie.202216267