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北京時間 2022 年 9 月 8 日 凌晨 1 點，蘋果召開秋季新品發布會，發布了四款 iPhone 14 手機、三款 AppleWatch 手錶，還有 AirPods Pro 2 手機。在發布會開場的 MV 中，鏡頭從宇宙深空慢慢向地球靠近，在近地軌道飄過一顆衛星，這也是本次發布會的重頭戲。

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甲醇電氧化在低溫燃料電池、生物物質轉化和精細化學過程中起着重要的作用。Pt-M二元合金通過調節Pt的配位環境，對甲醇氧化反應(MOR)表現出了良好的活性。然而，主要的中間體CO由於其很強的親和力，極大地毒害了催化中心。雖然Pt與Ru等嗜氧金屬合金化可以在一定程度上減輕CO中毒問題，但Pt-Ru合金的隨機分布導致有限的協同活性中心。

基於此，西安大略大學孫學良、哈爾濱工業大學王家鈞和中科院物理研究所蘇東等通過選擇性ALD技術合成了Ru單原子耦合到PtNi NPs(Ru-ca-PtNi)表面空腔上的混合催化劑，其中Ru單原子只被捕獲在凹域中。

該催化劑對MOR的峰值質量活性有所提高，為2.01Amg-1Pt，與商業Pt/C相比提高了5.8倍。透射電鏡結果表明，與Ru單原子位於Pu-Ni NPs(Ru-su-PtNi)光滑表面的參考催化劑相比，RuNi NPs(Ru-ca-PtNi)具有明顯的凹域。此外，Ru-ca-PtNi經過穩定性試驗後的性能損失只有20%，而Ru-su-PtNi的性能損失接近50%。

Operando FTIR和密度泛函理論(DFT)計算表明，Ru單原子-腔協同耦合通過優化d帶中心位置，有效地加速了CO的去除。此外，理論分析表明，被空腔捕獲的Ru原子具有較高的擴散勢壘，從而解釋了為何Ru-ca-PtNi的穩定性顯著增強。

總的來說，本研究證明了一種單原子-腔耦合機制來提高單原子基催化劑的活性和穩定性，並且為設計具有優異活性和穩定性的先進單原子定製金屬NPs催化劑的一種高效方法。

Selectively Coupling Ru Single Atoms to PtNi Concavities for High Performance Methanol Oxidation via d-Band Center Regulation. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202207524

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π電子構型在無金屬碳催化劑中起着關鍵作用，其離域程度以催化活性占主導地位。然而，對固有π電子的精確和精確的靶向調控仍然具有挑戰性。基於此，北京科技大學張躍和康卓等基於對GDY中不同化學鍵的理論篩選，啟動了一種化學鍵靶向的物理剪切策略來觸發Csp-Csp2鍵的周期性中斷。

一系列光譜表徵結果表明，可控物理輻照引發的Csp-Csp2的鍵合行為的周期性中斷可以重新形成離域電子態，從而在原子水平上優化GDY的空間和電子結構。優化後的GDY催化劑在0.5 M H2SO4中具有優異的HER性能，其在10 mA cm-2電流密度下的過電位僅為94 mV，Tafel斜率為45 mV dec-1。

理論計算表明，GDY催化劑優異的HER性能可歸因於電子在GDY中進行了離域，可以通過增強苯環的電子軌道填充來激活苯環附近的sp-C位點，顯著增強苯環附近sp-C位點的催化活性，優化氫離子吸附解離能壘。該項研究揭示了化學鍵靶向策略對GDY離域電子態的影響機制，並且該項工作所提出的周期性鍵中斷概念可以擴展到GDY之外的其他碳基催化劑，並為從原子水平精心設計高性能的非金屬催化劑以推動π電子離域極限提供了指導。

Periodically Interrupting Bonding Behavior to Reformat Delocalized Electronic States of Graphdiyne for Improved Electrocatalytic Hydrogen Evolution. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202211094

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