1、配體置換膠體驅(qū)動(dòng)金屬氧化物納米晶體催化

    表面化學(xué)對(duì)膠體納米晶體的實(shí)用化起著關(guān)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(guān)鍵是電子轉(zhuǎn)移。

    近期，比利時(shí)根特大學(xué)Jonathan De Roo團(tuán)隊(duì)報(bào)道出，化學(xué)驅(qū)動(dòng)配位置換可促進(jìn)結(jié)合的羧酸轉(zhuǎn)換成非配位酰胺或酯。更進(jìn)一步研究得出，持續(xù)配位置換，加入過量羧酸，會(huì)形成酯催化途徑。金屬氧化物可以通過化學(xué)驅(qū)動(dòng)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(xiàn)鏈接：Colloidal metal oxide nanocrystal catalysis by sustained chemically driven ligand displacement

    2、Kerog 納米結(jié)構(gòu)真實(shí)分子模型

    Kerogen作為烴類有機(jī)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(xué)，形貌和力學(xué)之間的相互聯(lián)系還沒有理解清楚。頁巖氣量的升高對(duì)環(huán)境有很大的影響，辨別地球化學(xué)，運(yùn)輸，彈性，及斷裂性能與功能性關(guān)系，在Kerogen真實(shí)分子模型之中尤為重要。

    Benoit Coasne利用混合實(shí)驗(yàn)—模擬這種方法，提出一組Kerogen真實(shí)分子模型，并提供一些詳細(xì)的圖片證實(shí)Kerogen納米結(jié)構(gòu)，但模型不考慮黏土和其他礦物頁巖存在。

圖2 Kerogen在富有機(jī)頁巖氣中形成

    文獻(xiàn)鏈接：Realistic molecular model of kerogen's nanostructure

    3、有機(jī)交聯(lián)方法合成超晶格提升力學(xué)性能

    科學(xué)界普遍認(rèn)為，由各向異性和納米尺度的的礦物組成的天然生物復(fù)合材料， 其機(jī)械性能優(yōu)于那些含量少的礦物和有機(jī)成分的復(fù)合材料。

    對(duì)于機(jī)械強(qiáng)度高于微量成分的礦物與有機(jī)成分的復(fù)合材料原因，Axel Dreyer通過實(shí)驗(yàn)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(lián)反應(yīng)相互連接形成超晶格，該結(jié)構(gòu)具有異常高的彎曲模量114GPa，硬度達(dá)到4GPa，強(qiáng)度為630MPa。利用納米機(jī)械模型解釋，這些優(yōu)異的力學(xué)性能主要是因?yàn)橛袡C(jī)分子連接成共價(jià)骨鏈。Axel Dreyer認(rèn)為他們的交聯(lián)方法也適用于復(fù)雜納米粒子體系。

圖3 納米復(fù)合材料力學(xué)性能表征

    文獻(xiàn)鏈接：Organically linked iron oxide nanoparticle supercrystals with exceptional isotropic mechanical properties

    4、界面電荷效應(yīng)控制Pt選擇性催化

    調(diào)諧異質(zhì)金屬催化劑電子結(jié)構(gòu)已成為優(yōu)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(jiǎn)單有機(jī)修飾來誘導(dǎo)界面電子效應(yīng)，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(xué)鄭南峰課題組運(yùn)用工業(yè)上很重要的物質(zhì)—Pt納米線，選擇性生產(chǎn)N-羥基苯胺。機(jī)理研究表明：電子從乙二胺施主中轉(zhuǎn)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(yīng)使得催化劑表面出現(xiàn)吸附電子-缺陷反應(yīng)物，阻止全部氫化。更重要的是，界面電子效應(yīng)是通過簡(jiǎn)單有機(jī)修飾實(shí)現(xiàn)的，用這種方法這也可以對(duì)商業(yè)催化劑Pt進(jìn)行優(yōu)化。

圖4 極細(xì)Pt納米線結(jié)構(gòu)分析

    文獻(xiàn)鏈接：Interfacial electronic effects control the reaction selectivity of platinum catalysts