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甲醛分子在纯相及掺杂氮化硼片上吸附的第一性原理研究
甲醛（CH2O）是一种常见的有毒挥发性致癌物质。寻找一种材料用于对CH2O进行快速、可靠且高灵敏的探测具有重要意义。氮化硼（BN）片具有类石墨烯的层状结构、高的比表面积，是一种潜在的气敏材料，然而其带隙较宽，导电性低，需要通过掺杂加以调控。Liu Shiyan等采用密度泛函理论研究了纯相和掺入S，Al或P杂质原子的BN片对CH2O分子的吸附特性。结果表明，掺入P原子对BN片性质的影响很小，而S或Al原子的掺入却可以调节BN的带隙和/或在带隙中引入的杂质能级而使BN具有更高的导电性，同时促进BN片与CH2O之间的电荷转移，增加BN片对CH2O的吸附力和敏感性。吸附在S掺杂的BN上的CH2O在室温下几乎难以解吸附，而吸附在Al掺杂的BN上的CH2O却可以在一个可接受时间段内得到释放，因此Al掺杂的BN有可能作为气敏的电极用于探测CH2O，而S掺杂的BN更适合作为吸附剂用于去除CH2O。相关结果发表在Chemical Physics Letters, 2019, 726: 77-82上。
简报作者: 郭贝贝责任编辑：黄阳
负载单原子Mo的含缺陷的单层氮化硼：一种用于固氮的高效电催化剂的计算研究
生物合成植物、动物和其他生命形式的基本构件都离不开氮，因此将大气中丰富的N2转换为NH3这一固氮过程对于地球上各种生命形式的维持至关重要。目前，工业上可以通过Haber-Bosch过程将N2转换为NH3，但这需要极端的反应条件，如高温高压的N2和H2反应气。如何在温和条件下，将N2分子转化为NH3是化学中最具吸引力和最具挑战的过程之一。哈尔滨师范大学赵景祥和波多黎各大学陈中方合作，利用密度泛函理论（DFT）计算方法，系统研究了负载过渡金属单原子（Sc∼Zn，Mo，Ru，Rh，Pd和Ag）的含单个B空位的氮化硼（BN）在电催化固氮方面的潜力。计算结果表明，锚定在含缺陷的BN纳米片上的单个Mo原子在室温下通过酶催化机制表现出最高的N2固定催化活性，具有0.19V的极低过电位。负载Mo原子BN纳米片能用于N2固定的原因主要有：1.可以促进N2分子的化学吸附，以保证其惰性N-N三键充分活化，2.可以选择性地稳定吸附N2H*物种且不稳定吸附NH2*物种，以确保降低过电位。这一发现为单原子电催化剂在环境条件下生产NH3开辟了新途径。该成果发表在J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 12480−12487上。
简报作者: 刘岩责任编辑：刘岩，黄阳
氮化硼纳米管/纳米纤维素高导热复合材料
随着电子科技的迅速发展，电子器件的功率和集成度日益提高，器件的特征尺寸不断减小，电子器件中因耗散生热而导致的电子设备温度升高和热应力的增加，对电子器件工作的可靠性和使用寿命都造成严重威胁。研究与开发高导热复合材料用于电子器件中的热界面材料具有重要意义。中国科学院深圳先进技术研究院汪正平院士团队和香港中文大学许建斌教授团队通过对复合材料的结构和制备方法进行设计，结合氮化硼纳米管和纳米纤维素的优势，采用简单的真空辅助抽滤方法制备了具有高度取向的绿色可降解复合材料，在高性能热界面材料方面取得新突破。由于氮化硼纳米管与纳米纤维素纤维之间较强的范德华力相互作用，该绿色可降解复合材料在25%质量分数的氮化硼纳米管时，导热系数高达21.39 W/mK。该项研究为获取高性能热界面提供了一种新的绿色材料和方法。该成果发表在ACS Nano 11 (2017) 5167-5178. (DOI: 10.1021/acsnano.7b02359）
简报作者: 张旭 责任编辑：黄阳
用于丙烷氧化的高活性Pt/BN催化剂：载体的作用和活性位点的反应物诱导演化
烷烃是主要的挥发性有机化合物(VOCs)污染物之一，是由煤炭加工、石油炼制、天然气加工等工业废气排放以及汽油、柴油等化石燃料不完全焚烧产生的。催化燃烧与直接焚烧相比，具有效率高、能耗低等优点，被认为是降低烷烃排放的最有效途径之一。然而，烷烃尤其是轻烷烃(C1 - C3)由于化学惰性，催化燃烧仍很困难，通常需要较高的反应温度才能激活和裂解强C - H键。浙江师范大学物理化学研究所先进催化材料重点实验室采用浸渍法制备了负载型Pt/BN催化剂，在固定床反应器中对丙烷深度氧化样品的催化活性进行了测试。结果证明六方氮化硼负载的铂催化剂（Pt/BN）对丙烷燃烧氧化具有很高的活性和稳定性，其催化行为与铂的表面性质密切相关。煅烧后的催化剂中，铂氧化物可部分还原成金属铂，并对铂表面进行了重构，从而提高催化剂的活性。此外，氮化硼载体的晶界可以稳定金属铂族元素，并可能参与到反应中，这有效地解释了这些颗粒有比氮化硼表面更高的TOFs。该成果发表在ACS Catal. 2019, 9, 1472-1481上。
简报作者: 张磊责任编辑：房毅
室温合成稳定的h-BN/CsPbBr3钙钛矿量子点复合材料
全无机CsPbX3(X=Cl, Br, I)钙钛矿量子点（PQDs）具有优异的电子光学性能，在白光二极管和背光显示器应用中具有明显的优势，然而全无机钙钛矿量子点在高温潮湿环境下以及连续光照条件下的稳定性较差，阻碍其实际应用。为了增强CsPbX3 PQDs的稳定性，可以用稳定的无机材料作为基质来对其进行保护。目前已可以在室温下直接合成CsPbX3 PQDs，但是却很少有人在室温下合成由无机材料保护的CsPbX3PQDs。最近，厦门大学能源学院李阳等人，在室温条件下，通过简单的非均相成核生长过程，在六方氮化硼（h-BN）纳米薄片表面生成了CsPbBr3 PQDs。研究表明，h-BN纳米片独特的二维结构和优异的导热性能可以使其表面的CsPbBr3 PQD湿度稳定性和热稳定性显著提高。暴露在80％湿度空气中，约110小时后，h-BN/CsPbBr3 PQD复合粉末的发光强度保持72％。当其温度从20°C升至100°C然后恢复到20°C，其发光强度仍可保持74%。利用发绿光的h-BN/CsPbBr3纳米复合荧光粉、蓝色LED芯片和商用红色荧光粉组装而成的发光二极管具有低的相关色温和高的发光效率。该成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 8242-8249。
简报作者: 于蒙蒙责任编辑：林靖，黄阳