导语

本期内容，易丝帮精选了东华大学闫建华教授团队2023年4月-2024年2月发表的7篇高分论文。主要介绍了静电纺丝技术制备氧化物纳米纤维、柔性陶瓷纳米纤维等，及其在催化剂、传感器和全固态电池等方面的最新进展，供大家了解学习。

1、ACS Nano ( IF 17.1 )：低温合成介孔半金属高熵尖晶石氧化物纳米纤维，用于光催化CO₂还原

➣背景：高熵氧化物(HEOs)具有组成多样、化学适应性强、光吸收能力可调、稳定性强等优点，具有广阔的应用前景。

➣方法：东华大学闫建华教授报道了采用溶胶-凝胶静电纺丝技术在低温400℃下合成一系列多孔高熵氧化尖晶石(HESO)纳米纤维(NFs)的策略。

➣创新点1：合成的(NiCuMnCoZnFe)₃O₄的HESO NFs表现出66.48 m²/g的高比表面积、多样的元素组成、双带隙、半金属性和丰富的缺陷。

➣创新点2：多种元素提供了多种协同催化位点，氧空位充当电子空穴分离的活性位点，而半金属性和双带隙结构提供了优异的光吸收能力，从而扩大了其在更广泛的光催化过程中的适用性。

➣创新点3：结果表明，在不使用光敏剂和牺牲剂的情况下，HESO纳米纤维可以高效地将CO₂转化为CH₄和CO，产率分别为8.03和15.89 μmol g^-1 h^-1。https://doi.org/10.1021/acsnano.3c09559

2、Adv. Funct. Mater.（19.0）：大规模合成柔性金属陶瓷叉指电极，用于耐火压力触觉传感器

➣挑战：金属陶瓷在电子领域有着广泛的应用，但是由于陶瓷和金属在热膨胀系数和刚度上的显著差异，很难实现稳定的陶瓷-金属接触，特别是在高温和大变形条件下。

➣方法：东华大学闫建华教授首先通过化学沉积方法将 Cu/Au 纳米层沉积在增韧的柔性 SiO₂纳米纤维上，形成灵敏的叉指电极传感器。然后使用原位热反应策略形成共形且互锁的 Au₃Cu 和 CuSiO₃界面，从而增强了传感器的灵敏度。

➣创新点1：通过使用柔性陶瓷实现了异质陶瓷-金属接触处的应力匹配和强相间结合，从而在柔性耐火压力触觉传感器中实现了稳定的应用。

➣创新点2：利用深度学习技术，制备的智能压力触觉手套能够在低可见的燃烧环境中准确识别人体部位，并具有超过1000次循环的长期稳定性，灵敏度高达112.18 kPa⁻¹，这对智能消防的发展具有重要意义。

https://doi.org/10.1002/adfm.202313645

3、Chem. Eng. J. ( IF 15.1)：柔性黑色 BaTiO₃ 纳米纤维超声空化增强光催化 CO₂ 还原

➣挑战：光催化CO₂还原是实现碳中和经济的一种极具吸引力的策略，但其效率低、选择性不可控等缺点使其面临挑战。

➣方法：东华大学闫建华教授团队报道了一种新的柔性黑色BaTiO₃纳米纤维(B-BTO NF)，并证明了其超声空化增强光催化CO₂还原成可控合成气的独特功能。

➣创新点1：具有大变形能力和高机械强度的B-BTO NFs含有不饱和Ti³⁺配位缺陷和空位缺陷。在超声作用下，NF膜聚集了大量的空化气泡，这些气泡的不断爆炸引起周期性的压电极化变化，释放B-BTO NFs上的净电荷，从而引发光催化CO₂还原成合成气。

➣创新点2：目标合成气（CO/H₂  ≈ 1:1.3）的放出速率高达12525 μmol/g/h。所提出的灵活的 B-BTO NF 诱导超声空化增强策略为光催化剂的设计提供了新的见解。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146516

4、Nat. Commun. (IF 16.6) ：通过可视插层化学反应控制金属氧化物的电子电导性  

➣挑战：阳离子插层是优化金属氧化物电子结构的一种有效方法，但通过控制离子运动来调节插层结构和电导率很困难。

➣方法：东华大学闫建华教授团队提出了一种可视化的拓扑化学合成策略，以控制插层路径和结构，实现在室温下一分钟内快速合成柔性导电金属氧化物薄膜。

➣创新点1：以柔性TiO₂纳米纤维薄膜为原型，设计了三种电荷驱动模型，将预设的Li +离子缓慢（μm/s）、快速（mm/s）或超快（cm/s）嵌入TiO₂ 晶格中。

➣创新点2：Li⁺的嵌入使TiO₂膜的颜色发生实时变化，从白色到蓝色再到黑色，对应于LixTiO₂层和LixTiO_2-δ层的结构，电导率从0提高到1和40 S/m。

➣创新点3：这项工作实现了大规模、快速合成具有可调电导率的柔性TiO2纳米纤维薄膜，并有望将该合成扩展到其他导电金属氧化物薄膜。

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41935-x

5、Chem. Eng. J.( IF 15.1 )：缺陷TiO₂纳米纤维的合成及其在能源和催化方面的应用研究进展

➣挑战：TiO₂纳米纤维(NFs， <1000 nm)具有一维(1D)结构、表面活性位点可调节、优异的电化学和光化学性质、无毒、低成本等优点，在催化和储能等多个领域引起了人们的极大兴趣。然而，由于宽带隙（3.0-3.2 eV）和化学惰性等固有缺点，它们的电化学和光化学性能受到很大限制。

➣详细内容1：东华大学闫建华教授发表综述，首先总结了目前常用的几种制备缺陷型或黑色型TiO₂纳米纤维的合成方法和缺陷工程策略，然后详细阐述了缺陷型TiO₂纳米纤维在光催化、电催化、电化学储能与收获等方面的应用进展。

➣详细内容2：最后，提出了缺陷型TiO₂纳米纤维未来发展面临的主要挑战。该综述为设计高性能、高强度、具有良好能量和催化应用前景的缺陷型TiO₂纳米纤维提供指导。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144831

6、Chem. Eng. J. ( IF 15.1)：Mxene 插层增韧策略，增强 TiO₂ 纳米纤维的柔韧性和光催化效率

➣挑战：连续型TiO₂纳米纤维(NFs)具有光化学活性高、活性位点可调、易于回收等优点，在催化领域引起了极大的兴趣。然而，由于陶瓷TiO₂本身的脆性，它们很容易破裂。

➣方法：东华大学闫建华教授团队报告了一种 Mxene 插层增韧策略，通过溶胶-凝胶静电纺丝法然后低温煅烧来制造柔性 TiO₂ NF 薄膜。

➣创新点1：在TiO₂ NFs中原位掺杂MXene (Ti₃C₂T_x)纳米片减小了晶粒尺寸，并引入了二维缺陷MXene衍生的TiO₂平面，前者产生了曲折的晶界，可以减少裂纹扩展，而后者产生了弹性砖-砂浆结构的异型结。

➣创新点2：双重作用显著提高了TiO₂ NFs的断裂强度，从0.06 MPa提高到0.16 MPa。有趣的是，这种策略减少了TiO₂的带隙，更有效地导电光生载流子。在不使用牺牲剂和光敏剂的情况下，光催化CO₂还原为CH₄的反应速率可达31.6 μmol/g/h。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142798

7、 Energy Storage Mater. ( IF 20.4)：分子配位诱导了复合电解质的高离子电导率和稳定的LiF/Li3N界面，用于长期循环全固态锂金属电池

➣挑战：复合聚合物/氧化物电解质(CPE)是全固态锂金属电池(ASSLMB))的一个很有前途的候选材料，但控制CPE中组分之间的相互作用以实现高效的Li⁺传输和稳定的CPE/电极界面是一个挑战。

➣方法：东华大学闫建华教授团队报道了一种具有可调阳离子缺陷的黑色介孔LaxCoO_3-δ纳米纤维(NF)膜，该膜可调节与PEO/LiTFSI基质的分子配位，并实现ASSLMB在1000次循环以上的稳定运行。

➣创新点1：缺陷La_0.8CoO_3-δ可以催化形成稳定的LiF/Li₃N界面层，该界面层具有较高的Li⁺传导动力学和界面能，从而使电池在大电流下也能稳定运行。

➣创新点2：基于LiFePO₄的ASSLMB在0.2C下具有>1000次的长寿命，容量保持率>75%，在1C下具有142 mA h g⁻¹的高放电容量，循环300次后容量保持率为92.2%。

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.102773