计算顶刊

计算顶刊

【DFT+实验】AEM：N-NaTaO3@Ta3N5核壳异质结构与可控界面实现高效光催化水分解

利用粒子光催化剂的光催化水分解可以同时产生氢气和氧气，这为将太阳能存储为化学燃料提供了一条有前景的经济有效的途径。从根本上说，这一过程的关键在于设计性能优异的光催化剂，催化剂需要具…

2023年12月5日
计算顶刊

【DFT+实验】厦门大学董全峰课题组：通过捕获酯基电解质中有机分子中间体构筑稳定的SEI

【研究背景】近年来，钠基电池(Na-ion、Na-S、Na-Air等)因金属钠储量丰富、理论容量高(1166 mAh g-1)、氧化还原电位低(2.71 V vs. SHE)而逐渐…

2023年12月5日
计算顶刊

【DFT+实验】江南大学杨国峰教授：基于BA₂PbI₄/GaN异质结构的紫外-可见宽光谱光电探测器

英文原题：A Broadband Photodetector for UV to Visible Wavelength based on BA2PbI4/GaN Heterostr…

2023年12月4日
计算顶刊

清华大学李亚栋院士团队综述：乙炔半加氢催化剂设计

第一作者：方洪燕，江静静通讯作者：李亚栋通讯单位：1. 南京工业大学化工学院，材料化学工程国家重点实验室；2. 北京科学技术研究院分析测试研究所(北京市理化分析测试中心)；3.…

2023年12月4日
计算顶刊

【计算+实验】哈佛张兴才AM：共插层负极实现钾基双离子电池-60°C下运行

电池在零度以下的性能受到缓慢的界面动力学的限制。在此，哈佛大学张兴才团队构建了基于具有阴离子存储化学的聚三苯胺（PTPAn）正极和具有K+/溶剂共插层机制的钛酸氢（HTO）负极的钾…

2023年12月4日
计算顶刊

Angew：缺陷助攻高效催化，DFT计算提供原子级理论解释！

研究背景突破催化剂表面的原子单质性可以构建协同活性中心，有助于应对复杂的多步催化反应。华侨大学谢水奋团队报告了一种缺陷衍生策略，用于在纳米级Rh2P电催化剂表面创建磷空位（P-空…

2023年12月4日
计算顶刊

Angew：铁催化，不对称α-烷基化新领域：2-酰基咪唑脱氢自由基交叉偶联

成果简介通过 C(sp3)-H 官能化，直接实现对无环羰基与非活化烃的 α-烷基化，是一个既具有前景又充满挑战性的研究领域，尤其是在尝试利用铁基催化剂实现对映选择性的情况下。四川…

2023年12月4日
计算顶刊

【DFT+实验】纪效波教授ACS Nano：高性能超高镍层状正极的多尺度晶体场效应

研究背景通常认为，超高镍正极的性能劣化与源自次级颗粒内随机取向的初级晶粒的晶间裂纹密切相关，这主要是由于c轴从H2到H3相变的急剧晶格收缩引起的各向异性机械应变的积累引起的。这进…

2023年12月1日
计算顶刊

【DFT+实验】天大/西交Nat. Commun.：重构Ir-O-Mo，助力酸性水氧化！

在电化学条件下，表面重构产生真正的活性物种，因此有针对性地合理调控重构是构建高活性催化剂的关键。基于此，天津大学邹吉军教授和黄振峰教授、西安交通大学杨贵东教授等人报道了使用高价态M…

2023年12月1日
计算顶刊

【计算+实验】崔屹/鲍哲南再度联手，四天内连发AEM，PNAS！

前言近日，美国斯坦福大学崔屹教授和鲍哲南教授先是在PNAS上以“Electrolytes with moderate lithium polysulfide sol…

2023年12月1日

犹他州立大学李刚Angew：钴肟基金属自由基催化：合成环丙烯和噁唑的通用策略
2025年3月27日
分享到:

金属自由基催化（Metalloradical Catalysis, MRC），主要以金属卟啉配合物为代表，已成为调控自由基反应和拓展其合成应用的有前景的策略。

基于此，2025年3月26日，犹他州立大学李刚等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Cobaloxime-Based Metalloradical Catalysis: A Versatile Strategy for the Synthesis of Cyclopropenes and Oxazoles》的研究论文。

在此，作者通过金属自由基催化（MRC），开发了一种高效的催化方法，用于炔烃的自由基[2+1]环丙烷化和腈的自由基[3+2]噁唑烷环化反应，反应底物为α-芳基重氮乙酸酯。

钴肟（Cobaloxime）在温和条件下，对炔烃的金属自由基[2+1]环丙烷化和自由基[3+2]噁唑烷环加成反应表现出良好的催化效果。

这些反应展示了广泛的底物耐受性，能够实现克级转化以及药物化合物的合成。

该研究结果突显了钴肟催化环加成反应在有机合成中的巨大潜力，并拓展了金属自由基体系在催化领域的应用范围。

Cobaloxime-Based Metalloradical Catalysis: A Versatile Strategy for the Synthesis of Cyclopropenes and Oxazoles,Angew. Chem. Int. Ed.,2025.https://doi.org/10.1002/anie.202500667
中南民族大学Nature子刊：MgO纳米簇在C=N键有机氮化合物还原偶联合成中的意外活性
2025年3月27日
分享到:

硝基化合物与醇的还原偶联是一种用于构建有机氮化合物中C=N键的可持续方法，但由于醇中α-Csp³-H键的惰性以及C=N键对加氢的敏感性，这一过程面临挑战。

基于此，2025年3月26日，中南民族大学张泽会、孙杰、中国科学院大连化学物理研究所慕仁涛等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Unexpected activity of MgO nanoclusters for the reductive-coupling synthesis of organonitrogen chemicals with C = N bonds》的研究论文。

在此，作者报道了超细碱土金属氧化物MgO纳米簇（尺寸为0.9±0.3 nm）表现出的惊人催化活性，其能够高效活化α-Csp³-H键，促进转移加氢反应，以高至优异的产率（86-99%）合成含有C=N键的高附加值化学品。

对照实验和表征结果表明，MgO中的氧空位（Ov）和局部Mg环境（Mg-O键）在底物吸附和活化过程中起着关键作用，通过底物的负电荷氧原子与MgO纳米簇中Ov位点之间的电子相互作用实现。

理论计算进一步证实，氧空位显著降低了乙醇中α-Csp³-H向硝基苯中硝基转移氢原子的能垒（29.3 kcal/mol对比52.9 kcal/mol），而这一过程是还原偶联反应中具有最高能垒的速率决定步骤。

作者的方法不仅为合成含有C=N键的有机氮化合物提供了一种高效且可持续的途径，还激发了对主族元素催化剂的探索，使其成为过渡金属和贵金属催化剂在有机转化中的替代品。

Yuan, Z., Han, B., Liu, B. et al. Unexpected activity of MgO nanoclusters for the reductive-coupling synthesis of organonitrogen chemicals with C = N bonds. Nat Commun 16, 2963 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58222-6
广东工业大学李成超、叶明晖AM：基于氨基酸类似物的界面吸附层，可实现长寿命水性锌碘电池的双重稳定性
2025年3月27日
分享到:

水系锌碘（Zn–I₂）电池因低成本和高安全性，被认为是大规模储能的有前途的候选者。

然而，它们的商业应用受到锌腐蚀和碘电极多碘穿梭的阻碍。

基于此，2025年3月26日，广东工业大学李成超、叶明晖等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries》的研究综述。

在此，通过使用电解质添加剂的策略，构建了基于N,N-二羟乙基甘氨酸（BHEG）的界面吸附层，以稳定锌负极并减轻多碘穿梭。

BHEG中的三级胺（N(CH₂)₃）和羧基（─COO⁻）基团可逆地捕获H⁺，并动态中和OH⁻离子，有效缓冲了锌金属负极的界面pH，抑制了析氢反应。

此外，BHEG吸附层能排斥锌界面处39.3%的H₂O分子，形成“缺水”的内赫尔姆霍兹平面，防止锌腐蚀。重要的是，BHEG中的N(CH₂)₃基团还能抑制碘电极处的多碘穿梭，对I⁻、I₂和I₃⁻的吸附能分别为-0.88、-0.41和-0.39 eV。

得益于这些优势，锌碘电池在高碘电极质量负载（≈21.5 mg cm⁻²）下，可实现2.99 mAh cm⁻²的高面积容量和2000次循环的长循环寿命。

Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202420221
中国科学院大连化学物理研究所刘中民、魏迎旭、叶茂JACS：甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，简称MTO）：理解并调控动态复杂催化
2025年3月27日
分享到:

甲醇转化为烃类的研究与开发已有40多年的历史。

过去的四十年见证了甲醇制烯烃（MTO）的基础研究和工业流程开发的相互促进以及连续突破，表明MTO是一个极具动态性、复杂的催化体系。

基于此，2025年3月26日，中国科学院大连化学物理研究所刘中民、魏迎旭、叶茂等人在国际知名期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Methanol to Olefins (MTO): Understanding and Regulating Dynamic Complex Catalysis》的研究论文

本综述总结了中国科学院大连化学物理研究所在动态、复杂的MTO反应体系的反应机理和流程工程的持续研究中的努力和成就。

它阐明了关于MTO反应动态演变的本质以及扩散、反应和催化剂（积炭修饰）之间相互作用机制的基本化学问题，这些对于技术开发和流程优化至关重要。

通过整合MTO的化学原理、反应-扩散模型以及积炭形成动力学，实现了基于机理和模型的工业流程调控。

对化学和工程的深入理解促进了MTO催化剂和流程的持续优化和升级。

Methanol to Olefins (MTO): Understanding and Regulating Dynamic Complex Catalysis,J. Am. Chem. Soc.,2025.https://doi.org/10.1021/jacs.4c12145
韩国高丽大学AEM：用于锂电池的磷基阻燃电解液
2025年3月27日
分享到:

对高性能储能系统的需求不断增加，促使人们高度关注锂离子电池（LIBs）电解液的开发，因为它们具有高能量密度和循环稳定性。

有机电解液由于其高离子导电性和宽电化学稳定性，在提升电池性能方面发挥着关键作用。

然而，它们的易燃性和挥发性带来了严重的安全风险，包括热失控和火灾隐患。

基于此，2025年3月26日，韩国高丽大学Seung-Ho Yu等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Phosphorus-Based Flame-Retardant Electrolytes for Lithium Batteries》的研究论文。

为了解决这些问题，对阻燃电解液的研究正在推进，特别是基于氟（F）和磷（P）的化合物。

基于氟的阻燃剂通过自由基清除机制中断火焰传播，但需要高浓度才能有效，这导致成本增加并对电解液性能产生不利影响。

相比之下，基于磷的阻燃剂具有独特的优势，包括低毒性、减少烟雾产生以及高热稳定性和化学稳定性。

这些特性使得基于磷的添加剂在较低浓度下就能发挥作用，从而最小化其对成本和电解液性能的影响。

本综述强调了基于磷的阻燃添加剂的多样化结构，探讨了它们的特性、机制以及对电池性能的影响，同时提出了未来发展方向，以开发下一代材料，提高LIBs的安全性和稳定性，为防火、高性能储能解决方案铺平道路。

Phosphorus-Based Flame-Retardant Electrolytes for Lithium Batteries，Adv. Energy Mater.，2025. https://doi.org/10.1002/aenm.202500587