二维杂化亚纳米材料（2D HSNMs）由于尺寸效应导致更多的表面活性中心充分暴露；同时，较大的比表面积和多组分可能产生的协同效应，使其在催化领域具有广阔的应用前景。多酸（POM）团簇作为一种具有明确结构，尺寸介于原子/分子与纳米晶体之间的凝聚态物质，由于团簇内部的电子离域特性，导致其易于接收和失去电子。如果能够在亚纳米尺度上实现无机化合物与POM的有序结合，POM中电子的转移，很有可能间接实现对无机化合物中金属价态的调节，进而提升材料整体的催化性能。
        基于此，清华大学王训教授团队近日在Small Structures上报道了题为“功能导向精准合成氧化锰-多酸二维杂化亚纳米片超结构”的工作。在该工作中，他们从功能导向的角度出发，设计、构筑了三种能够在温和条件下高效催化芳基醇选择性氧化为芳基醛的MnO-POM二维杂化亚纳米片。即通过将三种不同分子构型，尺寸约为1纳米的钨基多酸团簇（H3PW12O40, [TBA]2W6O19, [TBA]4W10O32）分别引入MnO反应体系，利用多酸团簇干预材料成核过程，将无机晶核限制在亚纳米尺度，尺寸相近的多酸团簇与MnO无机晶核共组装，最终生长形成三种形貌相近、结构高度有序的二维杂化亚纳米片超结构。分子动力学模拟的结果表明，多组分间的静电相互作用和范德华相互作用是驱动该类亚纳米片形成的主要驱动力。此外，该团队运用密度泛函理论（DFT）进一步探究了该类催化剂的构效关系。DFT计算结果表明，引入的POM不仅可以与MnO结合形成MnO-POM二维杂化亚纳米片，而且，POM还可以轻微氧化Mn2+，从而提高MnO的氧化性能。上述工作为功能导向无机精准合成二维亚纳米材料提供了新的思路。

图1. 功能导向精准合成MnO-POM二维杂化亚纳米片的示意图。

        论文信息
        Functionally Guided Precise Synthesis of Manganous Oxide-Polyoxometalate 2D Hybrid Sub-1 nm Nanosheet Superstructures
Junli Liu, Wenxiong Shi*, Siyang Nie*, Xun Wang*
        Small Structures
       DOI: 10.1002/sstr.202200039


https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sstr.202200039

清华大学王训Chem. Mater.：超薄钨青铜纳米线具有高效的光热转换性能

王训等人介绍了一种简单的一步溶剂热制备超薄钨青铜纳米线（QTBNWs）的方法。而只需改变碱碳酸盐和钨酸盐的起始类型，就可以制备出一系列碱金属掺杂的QTBNWs。这种合成的QTBNWs具有强的近红外(NIR)吸收能力、较高的可见光透射能力和好的光热转换性能，其性能优于钨青铜纳米棒和三元TBNWs。其优异的光热性能应归功于表面等离子体共振(SPR)效应。

Zhang S M, Shi Y A, et al. Ultrathin tungstenbronze nanowires with efficient photo-to-thermal conversion behavior[J]. Chemistry of Materials, 2018.

DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04437

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b04437

8月8～11日，第六届国际溶剂热水热联合会（ISHA）会议在日本仙台东北大学（Tohoku University）举行。8月10日，国际溶剂热水热联合会主席、美国罗格斯大学（Rutgers University）理查德·里曼教授（Richard E Riman）在会上宣布：国际溶剂热水热联合会资深理事会经过投票，决定将2018年度Roy-Somiya 奖章授予清华大学化学系王训教授，表彰他对国际水热和溶剂热反应研究领域所作出的突出贡献。王训应邀出席了颁奖仪式，并在11日做了题为“水/溶剂热合成：从纳米到亚1nm的纳米晶（Hydro/Solvothermal Synthesis: from Nano to Sub-1nm Nanocrystals）”的学术报告。

国际溶剂热水热联合会主席理查德·里曼为王训颁发奖章

Roy-Somiya奖章由国际溶剂热水热联合会设立于2008年，以该联合会的两位赞助人——国际著名材料学家和溶剂热/水热研究学者、美国宾夕法尼亚州立大学资深教授鲁斯图姆·罗伊（Rustum Roy）和日本东京工业大学资深教授宗宫重行（Shigeyuki Somiya）的名字共同命名，每两年由该联合会国际资深理事会从全球范围内遴选一位45岁以下的中青年优秀科学家，表彰其在溶剂热/水热研究领域所作出的创造性贡献。

王训教授主要从事无机纳米材料化学研究。2008年开始独立领导课题组开展研究工作，在系统总结了水热/溶剂热条件下成核生长规律以及纳米晶尺寸限制规律的基础上，提出了“亚纳米尺度材料”的概念，发展了系列亚纳米尺度材料合成方法；基于亚纳米尺寸厚度（氧化）石墨烯及单层MoS2的独特组装规律，在国际上首次实现了三维（氧化）石墨烯组装体、单层MoS2三维组装体构建；发现了亚纳米尺度材料类大分子特性，并以此为基础开展了力学、光学、催化等方向的系统性研究工作。

该系列研究长期得到国家自然科学基金委、科技部、教育部的经费支持。

清华王训Chem综述: 金属相过渡金属硫族纳米催化剂在能源转化中的应用

电催化或光驱动水裂解制备氢气技术因其工艺简单、环境友好、产品纯度高和原料来源经济等特点一直广受研究者的青睐，有望实现电能或光伏能向化学能的高效转化和存储，成为降低社会对化石燃料依赖的有效途径。然而，目前这种技术中所用到的贵金属催化剂昂贵的价格和较低的自然丰度限制了其大规模工业化应用，同时其较高的过电势以及不良的循环稳定性严重降低了能源转换效率。因此，开发制备新型高性能、廉价的水裂解催化剂迫在眉睫。金属相过渡金属硫族化合物是一类新兴的水裂解催化剂，其本征催化活性高、活性位点数量多、导电性好、廉价易制备，有希望代替铂基贵金属催化剂应用在实际电解水体系中。

清华大学有机光电与分子工程重点实验室王训教授课题组，近日应邀在Chem上发表题为“Metallic Transition-Metal Dichalcogenide Nanocatalysts for Energy Conversion” 的Review文章（Chem, 2018, 4, 1510）。本文深入介绍了金属相过渡金属硫族纳米催化剂的合成策略、结构特点、特殊性质以及能源转化应用。特别地，作者在文中强调了此类催化剂本征活性高的内在原因，重点介绍了电催化剂、光催化剂以及光电催化剂的创新设计及应用。最后，作者展望了该领域未来的机遇与挑战。

文章首先指出设计并制备高性能、廉价易得的水裂解催化剂是目前新能源转化与储存领域，尤其是电催化和光催化领域的热点及难点问题。作者从金属相过渡金属硫族化合物的基本结构和特殊物理、化学及电学等性质出发，从催化位点的本征活性、活性位点数量和导电性三个影响催化性能的方面分析了此类催化剂的优势。通过对催化剂结构、形貌、组分的设计，来调控催化位点的本征活性、活性位点数量、导电性以及催化传质，从而实现催化性能的提升。

近年来，随着以石墨烯为代表的二维材料的蓬勃发展，研究者对于二维材料的研究展现出了浓厚的兴趣。其中，类石墨烯的过渡金属硫族化合物因其独特的物理、化学、电学性质在电催化和光催化领域有广泛的应用。通过对其电子结构的调控，能够实现过渡金属硫族化合物的相控制合成，这对催化性能的提升具有重要意义。

过渡金属硫族化合物可分为半导体相和金属相，相比于半导体相，金属相过渡金属硫族化合物导电性有显著提升，能够加快催化反应动力学并且降低电子传输损失。同时，其较大的活性位点数量和较高的本征催化活性使得发展制备高效水裂解催化剂应用在实际工业生产中成为可能。虽然该领域在发展过程中还存在很多亟待解决的问题，但是其发展空间较大，值得继续深入探索。
由于金属相过渡金属硫族纳米催化剂在能源转换领域的巨大优势，本文重点综述了此类催化剂的结构、形貌及组分的设计合成及其能源转化催化应用，揭示了其本征活性高的内在机理和影响催化活性的因素，进而展望了该领域的未来发展方向。
从基础研究和实际应用的角度出发，作者也着重指出，大多数金属相过渡金属硫族化合物属于亚稳态，在一定条件下这种材料容易转变回其相对稳定的半导体相。因此，在催化过程中，研究者需要注意金属相过渡金属硫族纳米催化剂的稳定性，是否能够持续提供高催化活性也是限制此类催化剂发展的重要因素。目前，已有一些稳定策略相继被报道出来，相信未来在实际催化过程中困扰研究者的稳定性问题终将解决。
最后作者提到，目前关于金属相过渡金属硫族纳米催化剂在能源转化领域的应用工作被大量报道，其电催化和光催化制备氢气的效率在不断提升，这也标志着该领域有巨大的发展前景。但是，对于未来的实际工业化应用来说，此类催化剂的大规模制备以及实际应用的可行性仍旧是该领域的关键挑战之一。对于基础研究来说，此类催化剂的催化机理研究还远远不够，从原子、分子层面深入揭示其催化行为也同样是该领域未来的发展方向。当然，也有理由相信，在未来对于金属相过渡金属硫族纳米催化剂将会有更为全面而深刻的认识。

原文链接：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30125-6
免费下载链接：https://authors.elsevier.com/a/1XNev8jWHD-Vz8

题目: Sub-1nm Ultrathin Nanocrystals
讲座人: 王训 教授、清华大学
             国家杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授
时间: 5月25日（周五）上午10:00-11:00
地点: 厦门大学卢嘉锡楼202报告厅


嘉宾介绍：
清华大学化学系教授，国家杰出青年科学基金获得者，教育部“长江学者”特聘教授，化学系系主任，有机光电子与分子工程教育部重点实验室主任。主要从事无机纳米材料化学研究，在无机纳米晶体、纳米催化剂控制合成、形成机制及组装领域取得了一些进展。共发表SCI论文200余篇，论文SCI总引用17000余次。入选第三批国家“万人计划”科技创新领军人才、首批中组部青年拔尖人才支持计划。

2017国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项

项目编号        项目名称        项目牵头承担单位        项目负责人        中央财政经费 （万元）        项目实施周期 （年）

2017YFA0700100        甲烷和二氧化碳催化转化及外场耦合化学键精准重构        清华大学        王训        2810.00        5