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【计算论文精读】ACS ANM: 石墨烯负载锡单原子催化剂用于CO2加氢制HCOOH

【DFT资料下载】研究背景自工业革命以来，化石燃料的大量消耗导致大气中二氧化碳（CO2）浓度不断升高，从而引发了全球变暖、极地冰川融化等一系列环境问题，从而严重威胁着人类社会的…

2023年11月15日
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【计算论文精读】基于密度泛函理论，在P42/mmc空间群中设计4种新的三维sp3杂化碳同素异形体

【DFT资料下载】研究背景新型碳同素异形体中较小的原子半径能有效叠加相邻原子轨道，从而在分子碳中形成强化学键，进而产生独特的sp、sp2、sp3杂化。近日，电子科技大学邢孟江等人…

2023年11月15日
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【计算论文精读】DFT模拟的见解：析氢反应催化剂的二维o-B2N2缺陷和掺杂工程

研究背景最近，利用DFT模拟预测了一种新的二维氮化硼异型材料，即o-B2N2，证实了o-B2N2的热稳定性和动力学稳定性。o-B2N2是一种在可见光谱中具有高吸收率的直接带隙半导…

2023年11月15日
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【计算论文精读】DFT研究Ag/TiO2催化H2O分解机理，揭示边界效应如何影响催化反应

【DFT资料下载】研究背景 TiO2作为首个被报道的具有H2O分解制氢活性的光催化材料，受到广泛关注，但其宽带隙只能吸收紫外光，且产生的电子空穴对(e–/H+)阻碍了…

2023年11月14日
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【MS论文精读】密度泛函理论计算金属氧化物掺杂碳纳米管对沙林毒剂的吸附/解吸

【DFT资料下载】研究背景沙林已经被广泛用于战争和恐怖袭击，它会对人类和环境造成巨大危害。因此，设计和合成既能有效吸附沙林分子又能实现绿色可回收的材料具有重要意义。近日，东北师…

2023年11月14日
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【MS论文精读】Nature Materials：柔性多孔晶体的阻转异构行为

本文为新加坡国立大学赵丹教授、瑞典斯德哥尔摩大学黄哲昊博士、日本名古屋大学松田亮太郎（MATSUDA Ryotaro）教授（共同通讯作者）等人设计了一种有机共价框架材料，通过实验研…

2023年11月14日
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【计算论文精读】Surf. Interfaces: DFT计算筛选用于ORR和OER的双功能过渡金属基MOF电催化剂

成果简介设计高效的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）电催化剂对能量储存和转化以及可持续发展具有重要意义。近日，基于最近制备的两种新型二维MOF材料，即Ni–2D–SA和Ni…

2023年11月14日
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【MS论文精读】Mol. Catal.：Rh（211）的台阶边缘掺杂铟提高CO2加氢合成甲醇的催化活性

研究背景杂质金属的掺杂可以改变原催化剂表面的电子性质，从而改变催化活性。此外，真实的表面具有许多缺陷，例如台阶位置。近日，西南石油大学陈鑫、柯强等人采用第一性原理计算研究了在阶梯…

2023年11月14日
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【MS论文精读】Mol. Catal.：Rh（211）的台阶边缘掺杂铟提高CO2加氢合成甲醇的催化活性

研究背景杂质金属的掺杂可以改变原催化剂表面的电子性质，从而改变催化活性。此外，真实的表面具有许多缺陷，例如台阶位置。近日，西南石油大学陈鑫、柯强等人采用第一性原理计算研究了在阶梯…

2023年11月13日
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【MS论文精读】Int J Hydrogen Energy：DFT计算探究钙钛矿型氢化物的结构和储氢性质

研究背景氢能中的储氢研究成为研究的热门领域之一，而新型钙钛矿材料已成为当前储氢应用的焦点。近日，巴基斯坦哈瓦德法雷德工程与信息技术大学Adnan Khalil等人研究了AeVH3…

2023年11月13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
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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
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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
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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
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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
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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