导语

本期精选了江雷院士团队、李廷帅副教授、Arumugam Manthiram教授团队在期刊《Angewandte Chemie International Edition》( IF 16.823)发表的3篇最新成果，主要介绍了静电纺纳米纤维在能量收集、催化剂领域的最新研究进展，供大家了解学习。

1、中科院理化所江雷院士团队：异质静电纺纳米纤维膜用于可调渗透能量收集

➣挑战：离子通道在多重刺激下的构象变化被认为是离子门控效应，对能量转换、渗透压调节和信号传递等许多生物过程至关重要。 然而，生物离子通道只能在脂质膜存在的情况下使用，极大地限制了其实际应用。

➣方法：中科院理化所江雷院士、闻利平研究员和孔祥玉研究员通过层层静电纺丝 PS-b-P2VP 和 PS-b-PAA 纳米纤维膜，然后进行选择性溶胀过程，制备了异质静电纺丝纳米纤维膜 (HENM)。

➣创新点1：HENM的离子输运特性具有稳定的pH响应性能，在pH值为6.5时离子电流可以缓慢地从低值向高值转移。使用HENM收集渗透能，输出功率密度达到最大12.34 W m-2。

➣创新点2：由于离子门控特性，HENM成功实现了不同pH刺激下的可调渗透能输出。因此，基于HENM的渗透能发生器可以通过调节pH值，根据实际能源需求定量提供电能，满足各种设备的不同要求。

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

2、电子科技大学李廷帅副教授：富氧空位的缺陷假钙钛矿Fe2TiO5纳米纤维用于耐久电催化还原硝酸盐制氨

➣挑战：最近，电催化硝酸还原氨的研究受到越来越多的关注。该过程以水为氢源，并由风能和太阳能等可持续能源提供动力。然而，电催化硝酸盐还原会被析氢反应(HER)和其他一些副反应所抑制。因此，迫切需要具有优异选择性和稳定性的高效电催化剂。

➣方法：电子科技大学李廷帅副教授通过静电纺丝法成功地制备了具有丰富氧空位均匀连续的Fe2TiO5纳米纤维。在制备过程中使用的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)有利于引入Vos，因为电荷容易从PVP的官能团转移到金属离子配合物，从而形成表面缺陷。此外，Fe3+随机取代Ti4+也可能增加材料中的Vos。

➣创新点1：氨产率高达0.73 mmol h-1 mg-1cat，在含有 0.1M NaNO3 的磷酸盐缓冲盐水溶液中，法拉第效率 (FE) 高达 87.6%，同时保持良好的电化学耐久性和化学稳定性。因此，该催化剂对亚硝酸根还原为氨具有较好的电化学性能。

➣创新点2：Fe和O结合时形成的少量反键态降低了费米能量，促进了电荷转移，同时Vo将d带中心转移到更高的水平，促进催化活性的增强。

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

3、德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授：C@Fe3N 海绵实现高效有机硫和锂金属主体

➣挑战：锂-有机硫电池具有较高理论比容量，但在实际应用中存在寿命不理想、活性材料利用率低等问题。

➣方法：德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram通过静电纺丝法和随后的氮化处理制备了C@Fe3N纳米纤维海绵。

➣创新点1：具有优异亲锂性能的C@Fe3N引导均匀的锂沉积，并原位形成稳定的固体电解质界面(SEI)层，抑制枝晶形成。此外，C@Fe3N可以催化DIXPS的转化，从而在贫电解质条件下显著提高活性材料的利用率。

➣创新点2：C@Fe3N在对称电池中实现了超过9000小时的显著循环寿命，在10 mA cm-2的高电流密度和10 mAh cm-2的高面积容量下具有仅47 mV的极低过电位。C@Fe3N的协同效应使Li-OS满电池在超过1000次循环中具有极其稳定的循环性能。

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