Janus纳米结构是一类新兴的复合材料，是同一物体上分为两种不同性质的材料构成，在光学成像、乳液稳定剂、药物传递、催化等领域有着广阔的应用前景。Janus纳米反应器不仅具有各单元固有特性，且不同组分相互协作，赋予Janus纳米反应器独特的性能。然而，Janus结构纳米反应器的制备仍然面临巨大的挑战。

作者在之前的工作中发现，普鲁士蓝类似物在酸性条件下不是很稳定，会在热弱酸中解离，获得配位键(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 384−391)。结合文献中的报道，研究团队提出了一种新颖的Janus纳米反应器合成策略：通过局部性刻蚀普鲁士蓝类似物(PBA)，从而使其表面暴露的未配位金属节点与Ti和O离子结合，并缓慢成核生长，最终由纳米片自组装成的花朵状TiO2长在单晶立方体PBA表面，从而形成非对称性双组分PBA-TiO2 Janus纳米反应器。实验证明，纳米片组装成的花状TiO2具有大比表面积，为还原反应提供了丰富的活性位点。此外，PBA-TiO2引起的光散射和反射效应增强了对太阳辐射的吸收和利用。荧光光谱表明，Janus结构促进载流子的快速传输并有效地抑制内部光电子和空穴的复合。得益于非对称性双组分结构带来的电荷分离效率提升，PBA-TiO2 Janus纳米反应器的光催化性能得到了显著提高。上述刻蚀-再生长控制策略，突破传统方法在Janus纳米反应器合成上的限制，为构筑MOFs单晶/半导体杂化Janus结构纳米反应器的精准合成提供了新思路。

图文解析

通过刻蚀-再成核生长原理，作者成功构筑MOFs与半导体紧密结合的双组分Janus纳米反应器。两组分材料之间的协同效应能够提高纳米反应器的吸光能力，另外明显的界面结有助于光生电子-空穴的分离与转移。该工作为设计非对称性双组分Janus纳米反应器以及具有高效光能源转化型复合材料提供了新的途径。

作者介绍

刘健研究员在中科院大连化学物理研究所工作，任中科院大连化物所-英国萨里大学未来材料联合研究中心执行主任，微/纳米反应器与反应工程学创新特区研究组组长，从事纳米多孔材料的设计合成及在能源、催化等相关领域的基础应用研究。迄今在包括 Nature Mater., Nature Commun., Matter, JACS, Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Mater. Today, 等国际刊物发表正式论文210余篇。所发表论文已被 SCI引用超过 16000余次，H因子为59。

文献来源

Chunjing Shi, Sheng Ye, Ming Hu,* Jian Liu* et al., Modular Construction of Prussian Blue Analog and TiO2Dual-Compartment Janus Nanoreactor for Efficient Photocatalytic Water Splitting, Advanced Science, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202001987.