计算顶刊

计算顶刊

【DFT+实验】青岛科技大学王磊/赖建平教授团队：通过调节双电层一步合成并调控羟基氧化物形貌

背景介绍具有巨大潜力的过渡金属羟基氧化物可用于多种催化氧化反应。FeOOH因其天然丰度和成本效益而受到广泛关注。同时，一体化电催化剂可以降低接触电阻，暴露出更多的活性位点，使气体…

2024年1月8日
计算顶刊

赵天寿院士组招聘电解水制氢、全固态锂电池、液流电池博士后

一、课题组负责人简介赵天寿，中国科学院院士，美国机械工程师学会(ASME)会士，英国皇家化学学会(RSC)会士。曾获Croucher资深研究成就奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、国…

2024年1月8日
计算顶刊

【DFT+实验】张亚运、龙东辉AM：共格纳米异质晶群构建高能量密度锂硫电池

【研究背景】锂硫电池（Li-S）具有1675 mAh g-1的理论容量和2600 Wh kg-1的能量密度，被认为是下一代储能系统的有力竞争者。然而，其大规模商业化仍然面临重大的…

2024年1月8日
计算顶刊

【DFT+实验】浙江大学陆俊教授团队AFM：准固态锂金属电池塑料晶体凝胶聚合物电解质中微相结构的调节

研究简介准固态锂金属电池(QSSLMBs)需要稳定的电解质界面来保证可靠的电能供应，因此开发具有高且均匀导电性的聚合物电解质很有意义。然而，在聚合物电解质制备过程中，聚合物电解质…

2024年1月8日
计算顶刊

【DFT+实验】上海科技大学林柏霖课题组：卤素修饰的铜基催化剂促进高效电化学还原CO₂产乙醇

背景介绍液态多碳产物，如乙醇和丙醇，以其高能量密度、方便的储存和运输特性，在工业领域具有广泛应用。高效的电化学转化二氧化碳为液态多碳产物对于减少CO2排放和实现可再生能源储存至关…

2024年1月8日
计算顶刊

【DFT+实验】南京师范大学李亚飞&南京大学郭少华课题组：C60作为一种锂氧电池高活性非金属催化剂

背景介绍化石燃料的过度消耗导致了严重的环境和能源危机，威胁人类社会的可持续发展。锂氧电池（LOB）作为一种有前景的清洁存储转化技术，具有极高的能量密度（~3500 Wh·kg-1…

2024年1月8日
计算顶刊

崔光磊研究员AM：将两种冲突的理论统一起来，金属负极沉积迎来全新认识！

利用金属阳极是满足对高能量密度充电电池迫切需求的最有吸引力的方法。遗憾的是，由不均匀沉积行为导致的枝晶晶粒的形成始终威胁着电池的安全。为了探索不同沉积行为的起源并预测各种工作条件下…

2024年1月7日
计算顶刊

【MS纯计算】IJHE：含和不含Li修饰的BC3N2单层的储氢性能和可逆性

成果简介在氢经济的背景下，识别和开发用于有效储氢的新型材料具有重要意义。河南科技大学雍永亮等人利用第一性原理方法研究了具有和不具有锂（Li）修饰的BC3N2单层的储氢性能。计算…

2024年1月7日
计算顶刊

更广泛适用的电化学恒电位模拟新方法

近日，芬兰于韦斯屈莱大学Marko Melander和电子科技大学吴铜伟等人发展了更普适的电化学恒电位模拟新方法，解决了固定费米能级方法的局限性。电化学在清洁能源转换等方面发挥着…

2024年1月7日
计算顶刊

【DFT+实验】北航赵勇、张千帆与中科大余彦ESM：巧秒构筑MoS2@CoS2异质管套管中空纳米纤维提升储钠反应可逆性及动力学

▲第一作者：高松伟共同通讯作者：张千帆、余彦、赵勇通讯单位：北京航空航天大学、中国科学技术大学论文DOI：10.1016/j.ensm.2023.103170 …

2024年1月7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