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【DFT+实验】TiO₂纳米纤维负载的铜纳米颗粒催化剂在温和条件下高效转化甲烷为C1含氧化合物

背景介绍甲烷储量巨大，广泛存在于天然气、页岩气和可燃冰等矿产资源中。甲烷被视为未来能源和化工生产中有前途的原料。在工业上通过间接途径转化为碳氢化合物，例如甲烷的氧化偶联和直接脱氢…

2024年1月16日
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砂纸+机器学习=更好的 X 射线图像，香港城市大学团队用砂纸扰乱 X 射线束加速化学成像

要制造更好的电池，你可以从改进内部材料开始。研究人员通常首先使用同步加速器发出的高能 X 射线检查新材料和化学品。但这是一个缓慢而乏味的过程。最近出现了一种令人惊讶的加速方法——砂…

2024年1月16日
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【纯计算】JACS：用多级量子力学/分子动力学模拟探讨水溶液中Mg和Ca离子的pH依赖脱水动力学

成果简介水性钙和镁阳离子的脱水是化学和生物现象中的基本过程，例如形成离子固体或穿过离子通道。而Ca2+和Mg2+脱水是碳捕获过程中的关键步骤，该过程旨在通过溶剂化Ca2+和Mg2…

2024年1月16日
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【纯计算】Vauum：第一性原理研究Pt3Al的氢化机理

成果简介高温材料广泛应用于汽车自动化、航空航天等各种先进行业。然而，在复杂的高温条件下，不利元素(H)削弱了原子间的电子相互作用，导致高温材料的裂纹萌生。事实上，氢降低了高温材料…

2024年1月15日
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天大团队提出机器学习加速的混合进化算法，高效预测重构氧化物结构

作者 | 天津大学新能源化工团队石向成高性能材料的理性设计需要对其结构-性能关系有着原子尺度上的理解。然而，在反应条件下，材料表面会发生难以预测的结构重构，并伴随性能变化。为了理…

2024年1月15日
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【计算+机器学习】JEC：基于集成学习分类器发现杂原子掺杂砷烯析氢反应的催化剂

成果简介近年来，二维（2D）材料对析氢反应（HER）表现出良好的催化活性。同时，金属和非金属原子被用于2D材料催化剂的改性，提高了催化效率。2D材料中，砷烯在光电催化等领域表现出…

2024年1月15日
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EES：利用多尺度模拟实验串联分析，揭示CO2RR金属-聚合物催化剂中电化学相互作用

电化学二氧化碳还原反应(CO2RR)是一种减少化石能源消耗和缓解环境问题的有效手段。最近的研究主要集中在在催化反应界面上使用高反应性材料来促进CO2RR。其中，聚合物在催化剂设计中…

2024年1月15日
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袁彩雷团队AM：MoS2中的层间约束NiFe双原子实现超高效酸性全水解

空间约束策略通过将活性物质限制在特定的空间中，形成一个独特的微环境来平衡过渡态复合物，从而调节反应化学，引起了人们对多相催化的极大兴趣。然而，在传统的液相方法中，主要发展的“受限”…

2024年1月15日
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南开大学展思辉/周启星AFM：新型电催化剂高效活化PMS提高净水性能

通过合理调整配位环境，在单原子催化剂（SACs）中构建更富电子的活性位点，可有效地提高基于异质过一硫酸盐（PMS）的类-芬顿反应效果，但这仍然是一个严峻的挑战。基于此，南开大学展…

2024年1月15日
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JPCL快讯｜吉大李枫红团队和牛津大学高等研究院(苏州)黄劲松团队：不同阴极界面层反式钙钛矿太阳电池空气衰减的深入洞察

英文原题：Insight into Air Degradation of Inverted Perovskite Solar Cells with different Cathod…

2024年1月15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