Chemical Synthesis精彩文章选读│四卷三期文章合集鉴赏（上）

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封面文章精选---吉林大学Buyuan Guan教授团队：

Hierarchical metal–organic framework nanoarchitectures for catalysis

文章解读

Review

题目：Solid-state NMR of active sites in TiO₂ photocatalysis: a critical review

作者：Ningdong Feng, Jun Xu, Feng Deng

导读：在这篇综述中，作者首先简要介绍了利用各种固态核磁共振技术研究钛和氧的体结构和二氧化钛表面结构的进展。其次介绍了化学探针辅助核磁共振技术对具有不同表面特征的TiO₂的电子结构和性质的理解进展，包括各种晶体面和杂原子吸附。详细描述了TiO₂光催化剂中杂原子活性位点（如13C、15N、11B、27Al）的固态NMR表征及其功能。最后，对固态核磁共振在优化和设计先进TiO₂光催化剂方面的应用进行了评述。

引用本文：Feng, N.; Xu J.; Deng F. Solid-state NMR of active sites in TiO₂ photocatalysis: a critical review. Chem. Synth. 2024, 4, 43. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2024.12

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题目：Hierarchical metal–organic framework nanoarchitectures for catalysis

作者：Bin Zhao, Ji Han, Bohan Liu, Song Lin Zhang, Buyuan Guan

导读：本文综述了近年来基于MOF的分层纳米结构的设计、合成方法和形成机理。随后，进一步强调了它们在热催化、电催化和光催化中的应用，以及它们的层次纳米结构与催化性能的关系。最后，对分层结构MOF纳米催化剂面临的挑战和潜在的发展方向进行了展望。

引用本文：Zhao, B.; Han J.; Liu B.; Zhang S. L.; Guan B. Hierarchical metal–organic framework nanoarchitectures for catalysis. Chem. Synth. 2024, 4, 41. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2024.42

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Mini-Review

题目：Crystal facet engineering of electrocatalysts for nitrate reduction to ammonia: recent advances and future perspectives

作者：Yuwei Zhang, Hanfeng Liang

导读：氨是一种重要的化工原料和清洁能源载体，对可持续能源循环有着举足轻重的影响。其电催化生产正在发展成为传统Haber-Bosch工艺的绿色替代品。提高这种电催化合成氨性能的关键策略是电催化剂的晶面工程，这将对反应机理、动力学和热力学产生重大影响。本文综述了近年来电催化硝酸还原制氨的晶面工程研究进展，希望揭示晶体面工程在推进电催化制氨中的重要作用，并为高性能电催化剂的设计提供有益的指导。

引用本文：Zhang, Y.; Liang H. Crystal facet engineering of electrocatalysts for nitrate reduction to ammonia: recent advances and future perspectives. Chem. Synth. 2024, 4, 39. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2023.74

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Research Article

题目：Fluorinated porous organic frameworks for C₂F₆/CF₄ gases separation

作者：Yinhui Li, Yue Wu, Shanshan Wang, Yu Fu, Xiaoyu Li, Jiahui Zeng, Wenxiang Zhang, Heping Ma

导读：本文合成了两种氟功能化多孔有机骨架（F-POFs），分别命名为SPPOF-4F和SPPOF-8F，并将其用于C₂F₆/CF₄ 气体的分离。单组分气体吸附实验和理想吸附溶液理论（IAST）计算表明，两种多孔有机骨架可以选择性地吸附C₂F₆/CF₄ 混合物中的C₂F₆。通过在分子水平上揭示f诱导的F-POFs和C₂F₆之间的主客体相互作用，分子模拟进一步补充了这些实验结果。此外，动态突破实验验证了F-POFs在实际条件下可以捕获C₂F₆/CF₄ 混合物中的C₂F₆。这些结果表明，F-POFs在CF₄电子特种气体的分离纯化中具有很大的应用潜力。

引用本文：Li, Y.; Wu Y.; Wang S.; Fu Y.; Li X.; Zeng J.; Zhang W.; Ma H. Fluorinated porous organic frameworks for C₂F₆/CF₄  gases separation. Chem. Synth. 2024, 4, 48. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2023.79

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题目：A novel structure Ti/Fe₂O₃/Cu₂S/Co(OH)_x enhances the photoelectrochemical water splitting performance of iron oxide

作者：Hao-Yan Shi,Yan-Xin Chen, Ming-Hao Ji, Qian-Qian Zhou, Ke-Xian Li, Hai-Long Wang, Rui Chen,Xiu-Mei Lin,Can-Zhong Lu

导读：本文作者引入了p型半导体氧化亚铜，并进一步通过电化学沉积在两者表面覆盖氢氧化钴超薄纳米片；这些方法明显提高了钛片衬底上氧化铁纳米棒的光电分解水的性能。该异质结构在1.23 V（相对于可逆氢电极）下，在1 M KOH水溶液中，在AM 1.5G照明下，光电流达到4.8 mA/cm²，远高于目前报道的氧化铁纳米阵列光催化水分解性能。Fe₂O₃/Cu₂S p-n异质结的构建加速了Fe₂O₃纳米棒阵列主体中光生载流子的分离；Co(OH)_x作为一种优异的析氧催化剂（OEC），其引入加速了界面水氧化的动力学过程，导致光生空穴的快速耗尽，进一步改善了光阳极表面的电荷分离。因此，Fe₂O₃/Cu₂S p-n异质结与析氧催化剂之间的协同效应增强了氧化铁纳米棒阵列光阳极的性能。

引用本文：Shi, H. Y.; Chen Y. X.; Ji M. H.; Zhou Q. Q.; Li K. X.; Wang H. L.; Chen R.; Lin X. M.; Lu C. Z. A novel structure Ti/Fe₂O₃/Cu₂S/Co(OH)_x enhances the photoelectrochemical water splitting performance of iron oxide. Chem. Synth. 2024, 4, 45. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2023.68

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题目：On-surface synthesized magnetic nanoclusters of ferrocene derivatives

作者：Makoto Sakurai

导读：近年来在氧化石墨烯纳米片上化学合成氨基二茂铁（AFc）纳米团簇是一种基于分子自组装的技术。在这里，这种方法被应用于其他二茂铁衍生物，其二茂铁单元是共价键连接到一个氨基和几个其他分子。利用高分辨率透射电子显微镜和原子力显微镜分析了表面合成的纳米团簇的结构。纳米团簇中的分子排列致密且规则，组成分子的Fe离子之间的距离比AFc纳米团簇中的距离长。Fe离子与氧化石墨烯纳米片之间发生带通电子转移，产生未配对的三维电子，其磁态处于高自旋态（S = 5/2）。本研究证明了通过表面化学设计和合成具有分子精度的功能分子纳米结构的可行性，从而为下一代分子自旋电子和神经形态器件制造具有分子精度的纳米级构建块和二维平台。

引用本文：Sakurai, M. On-surface synthesized magnetic nanoclusters of ferrocene derivatives. Chem. Synth. 2024, 4, 42. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2023.76

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题目：Microwave-pulse assisted synthesis of tunable ternary-doped 2D molybdenum carbide for efficient hydrogen evolution

作者：Miao Fan, Jiayue Guo, Guangyu Fang, Haoran Tian, Yongfei You, Zhenhui Huang, Jingru Huang, Huiyu Jiang, Weilin Xu, Jun Wan

导读：本文提出了一种利用微波脉冲辅助合成快速合成高度可调谐的非金属多元素掺杂2D Mo₂C的策略。通过设计具有相似原子比的掺杂结构，我们深入研究了不同掺杂结构对2D Mo₂C HER性能的影响机制，其中磷掺杂可能发挥最显著的正影响。此外，利用微波独特的热力学和动力学优势，该方法有效地防止了与多元素掺杂相关的潜在副反应，从而实现了二元和三元掺杂2D Mo₂C的快速精确合成。合成的具有相同掺杂原子比（2D P,N,S-Mo₂C）的三元掺杂2D Mo₂C具有优异的HER性能。该方法不仅为2D TMCs中非金属原子掺杂构型的精确设计提供了一种新方法，而且为其他具有独特结构的碳化物的理论构效机理提供了新的见解。

引用本文：Fan, M.; Guo J.; Fang G.; Tian H.; You Y.; Huang Z.; Huang J.; Jiang H.; Xu W.; Wan J. Microwave-pulse assisted synthesis of tunable ternary-doped 2D molybdenum carbide for efficient hydrogen evolution. Chem. Synth. 2024, 4, 36. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2023.72

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题目：Sustainable synthesis of Fe-MOR zeolite for efficient capture of CO₂

作者：Pei Liu, Qinming Wu, Keping Yan, Liang Wang, Feng-Shou Xiao

导读：二氧化碳（CO₂）的选择性吸附对碳中和具有重要意义，因此寻找高效的CO₂吸附剂非常重要。此外，粉煤灰是对环境危害最大的工业固体废物之一，将其转化为昂贵的功能材料具有很大的吸引力。在无溶剂条件下，利用CFA废渣可持续合成含铁丝光沸石（Fe-MOR），该沸石是CO₂/N₂ （15/85, v/v）混合物中CO₂的高效捕集剂，在298 K下吸附量为2.07 mmol/g，分离系数为58.9。非常有趣的是，在CO₂/N₂ （15/85, v/v）混合物中捕获的CO₂是可回收的。本工作不仅解决了CFA的积累和污染问题，而且制备了一种高效的Fe-MOR沸石吸附剂，为未来将环境不友好的固体废物作为增值功能材料打开了大门。

引用本文：Liu, P.; Wu Q.; Yan K.; Wang L.; Xiao F. S. Sustainable synthesis of Fe-MOR zeolite for efficient capture of CO₂. Chem. Synth. 2024, 4, 31. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2023.70

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Chemical Synthesis (CS, Online ISSN: 2769-5247) 是一本在线出版，严格同行评议，金色开放获取的国际学术期刊，旨在为所有化学领域研究人员提供展示和获取具有开创性的研究成果、深刻见解的评论和热点研究方向的学术交流平台。本刊由OAE Publishing Inc.主办，比利时那慕尔大学、武汉理工大学苏宝连院士担任主编，于2021年11月正式上线。截至目前，CS 编委团队共141人，期刊已出版149篇高质量文章，四卷三期文章正在陆续出版中。期刊文章范围横跨整个化学合成科学领域的研究成果，涵盖合成方法、理论计算或仪器方法在分子/纳米水平上获得的产品（材料）的性质研究、催化、能量转换和存储、生物医学、医药、环境保护和修复等。目前已被Scopus、CAS、 J-Gate、CNKI、Dimensions、Lens等数据库收录。所有文章均为开放获取出版，一经发布可立即阅读、下载、分享和引用！真诚欢迎您的投稿！

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