计算顶刊

计算顶刊

【纯计算】JMCA：用于水分解和氧还原反应的单原子电催化剂的计算筛选

成果简介具有优异催化活性和稳定性的电催化剂对于水分解的实际应用至关重要，其中包括析氧反应（OER）、氧还原反应（ORR）和析氢反应（HER）。单原子催化剂（SAC）具有原子利用率…

2023年11月24日
计算顶刊

【纯计算】Inorg. Chem. Front.：二维导电金属-有机框架作为析氧和还原反应的高效电催化剂

成果简介寻找高效稳定的析氧反应（OER）和氧还原反应（ORR）电催化剂对开发金属-空气电池至关重要。在此，中国科学技术大学张文华、杨金龙院士、宁波大学赵文辉等人通过密度泛函理论计…

2023年11月24日
计算顶刊

【纯计算】Appl. Surf. Sci.：碱土金属掺杂对单层AlN磁性和光催化性能的影响

成果简介近年来，二维材料以其独特的性质在光催化领域显示出巨大的优势。二维AlN基半导体由于其高稳定性、无毒性和易于修饰而被提出用于光催化应用。此外，二维AlN基半导体也可以用作自…

2023年11月24日
计算顶刊

【纯计算】PCCP：强束缚夹层MoS2-WS2异质双层的电子结构

成果简介单层过渡金属硫族化合物(TMDs)的电子结构表现出从间接带隙到直接带隙的转变，引起了人们的极大关注。韩国全州大学Hong Seok Kang教授等人通过第一性原理研究了嵌…

2023年11月24日
计算顶刊

【计算+机器学习】ACS AMI：基于图神经网络和DFT计算对石墨烯基析氢反应双原子催化剂的理论发现

成果简介双原子催化剂的灵活调谐能力使其成为广泛应用于电化学的理想体系。然而，DACs的大设计空间和电化学中间体结合基序的复杂性阻碍了有效确定所需催化性能的DAC组合。泰国vidy…

2023年11月24日
计算顶刊

【计算论文深度解读】密度泛函研究硫族化锌上H2O2的高效解离和形成机制

研究背景过氧化氢（H2O2）是最重要的基础化学品之一，因为它在现代化学工业、医药卫生和环境治理等领域有着广泛的应用。然而，在H2O2的生产和应用过程中会产生严重的能源和资源消耗。…

2023年11月24日
计算顶刊

【计算+实验】Angew.：富氧空位的TiO2@Pt簇实现高效酸性环境下的析氢

电催化制氢技术是实现碳中和目标的重要手段，可以利用太阳能、风能和海洋能提供可持续电力。目前，由于铂(Pt)的中间体吸附吉布斯自由能接近于零，被认为是最优的析氢反应(HER)电催化剂…

2023年11月24日
计算顶刊

【计算论文深度解读】复旦ASS: 密度泛函研究Zr/SiC界面的结构、电子、粘附和机械特性

研究背景在过去的几十年里，锆（Zr）合金因其在核反应堆应用中的优异性能，如低热中子俘获截面、优异的耐腐蚀性、高导热性和优良的机械特性，使其成为核燃料包壳。近日，复旦大学王月霞等人…

2023年11月24日
计算顶刊

【计算论文精读】密度泛函理论研究10种金属掺杂，对钯簇上CO2加氢和解离的影响！

成果简介将二氧化碳（CO2）电化学转化为有价值的产品是CO2利用的有效途径之一。在将CO2催化转化为有用产品的各种策略中，通过热催化将CO2氢化为甲醇引起了越来越多的关注。近日…

2023年11月24日
计算顶刊

【计算论文解读】Catal. Sci. Technol.：卤化物作为一种增强AlSb单分子层光催化活性的新方案！

研究背景了解氢的演化（HER）过程是使用氢作为一种可持续的（清洁的和可再生的）能源的基础。为了增强光催化分解水制备氢气的反应能力，研究人员通过改性二维材料、掺杂及异质结构构建的方…

2023年11月24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