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新突破！杨维结/武英/李昊JMCA：连发两篇固态储氢材料纯理论计算工作（获选为封面）！

随着氢能的普及，储氢作为一个重要环节已得到越来越多的重视。其中，固态储氢作为一类有前景却又充满挑战的领域，一直得难以得到质的突破。其中主要瓶颈之一是脱氢过程需要较高的温度，极大限制…

2023年12月21日
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【计算论文解读】Materials Studio计算形成能、带隙、自由能，探究MoS2析氢性能

采用光催化技术进行水分解是获取氢能的重要手段。目前大多数光催化剂光激发载流子复合率高，可见光利用效率低，氧化还原反应的活性位点很少，不利于光生载流子参与催化反应。MoS2是潜在的光…

2023年12月21日
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【计算论文解读】MS CASTEP模块揭示电催化剂在不同pH下析氢HER性能提升的深层机理

研究背景氢能作为未来清洁能源之一被科研界广泛关注。电催化水裂解（EWS）是众多制氢技术中最可持续的产生氢气的途径之一，具备良好的工业基础和研究前景。开发一款高稳定、高选择性并且价…

2023年12月21日
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【计算论文解读】PCCP：用于碱性HER的BC2N单层负载的单原子催化剂

碱性电解水中的析氢反应（HER）动力学缓慢，调控催化剂的H*和OH*的吸附/解吸能力是提高HER活性的有效方法，然而依靠单一活性位点难以实现。有鉴于此，中国石油大学（华东）赵联明…

2023年12月20日
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【计算解读】哈工大PCCP：CASTEP计算二维半导体材料的电子和光学性质

研究背景自石墨烯成功制备以来，各类新型二维材料凭借优异的光学、电学及力学性能备受研究者热爱。TMDs良好的半导体窄带隙在光电催化方面有着极大地应用潜力，近期TMC（三元硫系化合物…

2023年12月20日
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【MS计算解读】Dmol3+CASTEP系统研究用于ORR的P区M-N-C催化剂

燃料电池和金属空气电池的总体性能受到阴极氧还原反应（ORR）的缓慢动力学的影响。因此，开发高效率和低成本的ORR电催化剂是实现这些环保能源转换装置大规模商业化的关键。过渡金属-氮…

2023年12月20日
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【MS计算解读】Dmol3计算用于NO2气体敏感性的过渡金属二硫化物

气体传感器广泛用于有毒气体监测和空气质量测试，现在工业应用中对用于监测氮氧化物（NO和NO2）的气体传感器的需求越来越大。对于氮氧化物（NO2）的检测，需要找到一种容易制造、低成本…

2023年12月20日
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【MS论文解读】Appl. Surf. Sci.：碱金属和碱土金属（Rb、Cs、Ba）对石墨烯吸附和迁移的第一性原理研究

研究背景石墨烯凭借良好的导电率及化学活性，作为电极材料方面有着极大的优势。碱金属的吸附对改善石墨烯的电学性能和结构起着关键作用。中国科学技术大学、中国科学院合肥物质科学研究院郁…

2023年12月20日
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【理论计算】Chem. Mater.：CuRhO2块体和表面的结构、电子性质和缺陷化学

研究背景通过光电化学（PEC）实现水分解是极具吸引力的研究方法，为了实现高的太阳能-氢（STH）转换效率，选择优异的催化剂实现阳极析氧、阴极析氢十分必要。在潜在的光电阴极材料中…

2023年12月19日
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【MS计算解读】DMol3模块计算研究MgO表面的催化转化机理

作为化石燃料的重要替代品，生物质热解产生的液体燃料因其可再生、碳中和和丰富的特性而受到越来越多的关注。而MgO对木质素热解生成烷基化酚过程中甲氧基酚的烷基化反应具有较好的催化作用，…

2023年12月19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