复合材料集各组分的优点于一体，是高效析氧反应(OER)的理想催化剂。然而，合理构建具有良好物理/电化学性能的杂化复合结构仍然具有挑战性。
新加坡南洋理工大学楼雄文教授、Luan Deyan等人精心设计了一种有应用前景的OER电催化剂，由含三种金属的金属有机框架(MOF)组成，通过阳离子交换策略负载在S/N掺杂碳大孔纤维上，记为S/N-CMF@FexCoyNi1-x-y-MOF。得益于由三金属组分带来的高本征活性，以及空心S/N-CMF基底有利于活性位点的暴露，通过集成各组分的优点，使所得到的S/N-CMF@FexCoyNi1-x-y-MOF电催化剂对碱性OER具有出色的活性和稳定性。
相关工作以《Supporting Trimetallic Metal-Organic Frameworks on S/N-Doped Carbon Macroporous Fibers for Highly Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution》为题在《Advanced Materials》上发表论文。值得注意的是，这也是楼雄文教授在《Advanced Materials》上发表的第50篇研究论文。
研究表明，最优的复合催化剂在10 mA cm-2下的过电位为296 mV，并具有低至53.5 mV dec−1的Tafel斜率。结合X射线吸收精细结构光谱和DFT计算，作者揭示了在OER运行过程中后形成的Fe/Co掺杂γ-NiOOH是S/N-CMF@FexCoyNi1-x-y-MOF的高OER性能的起源。
Supporting Trimetallic Metal-Organic Frameworks on S/N-Doped Carbon Macroporous Fibers for Highly Efficient Electrocatalytic Oxygen Evolution，Advanced Materials，2023.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202207888
气-液-固三相界面（TPI）对于促进电化学CO2还原至关重要，但在整合其他有利于电解的理想性能的同时，最大化其效率仍然具有挑战性。
在此，香港城市大学楼雄文教授等人经过精心设计和制造了一种超疏水、导电和分层金属丝膜，其由核壳CuO纳米球、碳纳米管（CNT）和聚四氟乙烯（PTFE）集成到导线结构中（CuO/F/C(w)），以最大限度地发挥各自的功能。
相关文章以“Superhydrophobic and Conductive Wire Membrane for Enhanced CO2 Electroreduction to Multicarbon Products”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。
结果表明，本文所制备结构中几乎所有的CuO纳米球都能实现有效的TPI和与导电CNT良好的接触，这也为保证CuO纳米球表面富集CO2和实现快速的电子/传质奠定了基础。因此，在H型电池中，在-1.4V时该膜的法拉得效率为56.8%，部分电流密度为68.9 mA cm-2，远远超过裸CuO的10.1%和13.4 mA cm-2。
Yunxiang Li, Zhihao Pei, Deyan Luan, and Xiong Wen (David) Lou*, Superhydrophobic and Conductive Wire Membrane for Enhanced CO2 Electroreduction to Multicarbon Products, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, https://doi.org/10.1002/anie.202302128
二氧化碳（CO2）激活和载流子分离/迁移的精细调控具有挑战性，提高CO2的光还原效率势在必行。
在此，福州大学汪思波教授和香港城市大学楼雄文教授等人通过在中空Co9S8多面体的外表面修饰二乙烯三胺（DETA）功能化Cd0.8Zn0.2S纳米线，制备了分层Co9S8@Cd0.8Zn0.2S-DETA纳米笼作为S型光催化剂，用于还原CO2和质子以产生CO和H2。
其中，胺基增强了CO2的吸附和活化，而具有S型界面的“纳米线-on-纳米笼”分层空心异质结构促进了光诱导电荷的分离和转移。采用Co(bpy)32+作为辅催化剂，具有最佳的光催化剂效率，在420 nm处的表观量子效率为9.45%，这是可比条件下的最高值。
此外，紫外光电子能谱、开尔文探针和电子自旋共振证实了光催化剂中的S型光催化剂电荷转移过程。更加重要的一点是，本文通过原位漫反射红外傅里叶变换光谱检测了CO2-to-CO还原的关键COOH*物质，并得到了密度泛函理论计算的支持，从而提出了一种可能的CO2还原机制。
相关文章以“S-Scheme Co9S8@Cd0.8Zn0.2S-DETA Hierarchical Nanocages Bearing Organic CO2 Activators for Photocatalytic Syngas Production”为题发表在Adv. Energy Mater.上。
Bo Su, Mei Zheng, Wei Lin, Xue Feng Lu, Deyan Luan, Sibo Wang,* Xiong Wen (David) Lou*, S-Scheme Co9S8@Cd0.8Zn0.2S-DETA Hierarchical Nanocages Bearing Organic CO2 Activators for Photocatalytic Syngas Production, Adv. Energy Mater., 2023, https://doi.org/10.1002/aenm.202203290
Sci. Adv.综述：用于稳定锂金属负极的界面工程
锂金属负极（LMAs）由于不稳定的固体电解质界面（SEI），容易引起锂枝晶生长而导致电池失效。其中，具有优化后的物理化学和机械性能的人工SEI已被证明对于稳定LMAs至关重要。
在此，浙江工业大学陶新永教授和佴建威教授，香港城市大学楼雄文教授总结了目前基于表面工程构建保护层作为人工SEI的有效策略和关键进展，包括使用不同初始状态（固体、液体和气体）的试剂或使用一些特殊途径（例如等离子体）对LMAs进行预处理，还简要介绍了用于研究LMAs保护层的基本表征工具。
最后，基于现有的锂金属表面工程策略，讨论其在实际中进一步应用的可能性，以及应用可能面临的挑战、机遇和可能的未来发展方向。
相关文章以“Surface engineering toward stable lithium metal anodes”为题发表在Sci. Adv.上。
Gongxun Lu†, Jianwei Nai†*, Deyan Luan, Xinyong Tao*, Xiong Wen (David) Lou*, Surface engineering toward stable lithium metal anodes, Sci. Adv., 2023. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf1550
楼雄文&张华彬，最新Nature Synthesis评论！
由于最大化的原子效率和提高的固有催化活性，单原子催化剂（SACs）被广泛的研究。目前，制备SACs的传统合成策略主要基于金属物种在载体或载体前体上的预吸附，以及热化学处理或还原过程。
通常涉及复杂和高成本的湿化学合成程序、复杂的宿主材料制备以及锚定位点的复杂生成和操作。因此，亟需开发简单、低成本且通用的合成方法来构建定义明确的SACs。
近日，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授等人在Nature Synthesis上发表了题为“A general approach to 3D-printed single atom catalysts”的文章。
作者开发了一种3D打印策略，以高产率制备SACs。该策略适用于各种合成参数，包括过渡金属原子、金属负载、配位环境和材料的空间几何结构。这种3D打印技术能够制造具有所需几何形状的SACs，并为SACs的可扩展生产提供了可能性。
详见：重磅！乔世璋Nature Synthesis！单原子制备规模化！
基于此，新加坡南洋理工大学楼雄文教授和阿卜杜拉国王科技大学张华彬教授联合在上Nature Synthesis上发表了题为“3D printing of single-atom catalysts”的评论文章！该策略利用天然聚合物（明胶、明胶甲基丙烯酰（GelMA）等）作为油墨，成本低且易获得，因此该3D打印方法经济实惠且简单。厘米级的3D前驱体通过3D打印直接自动构建，然后冷冻干燥去除残留水分。
接着，冷冻干燥的样品被热裂解，以得到明胶或GelMA88衍生碳负载的3D打印SACs。SEM显示，通过3D打印技术生成的材料的结构，在热解过程后被很好的保留。通过HAADF-STEM表征，可直接观察到孤立的反应中心，证明了成功地制备了SACs。
本研究通过调整过渡金属原子类型、负载量、配位环境等参数，都可在对金属物种的原子弥散变化最小的情况下进行控制。通过改变油墨中相应的金属（Co、Ni）乙酰丙酮前驱体的浓度，分离反应中心的金属负载含量由3.9%提高到20.8%。
此外，作者还开发了一种后合成处理，可以改变金属中心的配位环境。通过改变打印参数，还可控制3D打印前体的孔尺寸、3D打印材料的图案和制备样品的尺寸。
其中，3D打印的Fe-SAC催化硝酸盐还原反应时，表现出显著增加的氨产量。SACs的最终研究目标是：确定其与传统颗粒基催化剂相比的优势；实现催化剂的规模化生产；实现其在各种研究和工业应用中的应用。
然而，该技术目前还不适用于具有不同载体的SACs的合成，如半导体和沸石，因此还需要进行更多的工作。SACs的大规模制备可能产生连锁反应，使有价值的燃料和化学品能够以非常理想的方式可持续生产。但是，还需要进一步发展不同纳米材料的标准
3D printing of single-atom catalysts. Nature Synthesis, 2023, DOI: 10.1038/s44160-022-00207-0.
https://doi.org/10.1038/s44160-022-00207-0.
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