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湖北大学陈晓琴课题组：通过设计Bi5Ti3FeO15的Ti/Fe比例，实现光吸收、铁电极化及光催化活性的协同优化

全球工业化的快速发展，带来严重的环境问题。例如，工业废水中一些有毒有机物，无法被生物降解，排放到自然环境中必然会污染水资源，影响生态系统乃至人类的生存。目前，对工业废水中污染物的处…

2024年4月4日
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Nature Catalysis：双原子催化！

如何从乙烯中去除乙炔是生产聚乙烯工艺技术的关键，有鉴于此，瓦伦西亚理工大学Antonio Leyva-Pérez、巴伦西亚大学Emilio Pardo、卡拉布里亚大学Donatel…

2024年4月4日
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全氮化物铁磁/超导界面近邻效应

超导体（S）和铁磁体（F）之间的界面是凝聚态物理研究者们关心的问题之一，两者界面耦合产生了许多有趣的物理现象，例如（反）磁近邻效应、自旋三重态及马约拉纳费米子等。S/F界面的磁近邻…

2024年4月4日
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化学键“抓紧”：半赫斯勒热电材料延展

半赫斯勒材料同时具有优异的热电性能和力学性能，是一种良好的能源转化材料，有潜力开发先进的热电器件，目前制约其发展的主要阻碍是其固有的脆性以及有限的延展性。 Fig. 1 | She…

2024年4月3日
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【纯计算】Mol. Catal.：具有不同配体结构的氮掺杂石墨烯催化CO氧化反应动力学的理论研究

研究背景汽车尾气和化石燃料燃烧产生的一氧化碳（CO）有害气体严重影响生态环境和人类健康，而低温催化燃烧可以有效解决这一问题。近日，中国科学技术大学张李东等人提出了一种用于CO低…

2024年4月3日
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机器学习模型加快对脱碳技术的催化剂评估，从几个月到毫秒

编辑 | 绿萝当你开车在路上经过乡村的农场或草原和池塘时，环顾四周。可以看到玉米、大豆、甘蔗、柳树、藻类和其他等植物。它们是生物质的丰富来源。这些富含碳的材料可以转化为液体燃料和…

2024年4月3日
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【纯计算】DFT计算设计MA2Z4单分子层家族中增强析氢反应的缺陷工程

研究背景水电解是一种通过析氢反应（HER）生产氢燃料的可持续和清洁的方法。利用高效和低成本的电催化剂来替代昂贵的贵金属是非常需要的。在本研究中，北京邮电大学芦鹏飞和西安建筑科技…

2024年4月3日
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【纯计算】JPCC：DFT计算元素掺杂和表面氧化对整体水分解CoP的影响

研究背景电催化促进水裂解被认为是一种获得氢的有效方法，但由于目前可用的有效催化剂价格昂贵和稀缺，这种方法受到了限制。过渡金属磷化材料由于其稳定、高效、高活性等特点，在电催化领域引…

2024年4月3日
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【纯计算】JPCC：密度泛函研究Pt单原子活性位点及吸附物对电催化性能影响

‍ 研究背景单原子催化剂(SACs)因其较高的催化活性和选择性而备受关注，但在实际反应条件下，涉及各种配体的活性位点的性质尚不清楚。美国加州大学Philippe Sautet教授…

2024年4月3日
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【纯计算】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

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TiO2光催化性能｡…

2024年4月3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