催化顶刊

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南京大学校友一作！诺奖得主，重磅Nature Catalysis！

环丙烷广泛存在于天然产物和生物活性分子中，其合成方法一直是有机化学的研究热点。传统方法主要依赖于金属催化剂（如铜、铑、钌配合物），虽已实现高对映选择性，但存在区域选择性差（尤其对多…

陈璋
2025年5月19日
0060
催化顶刊

厦大/大化所Nature子刊：多电子氧化还原多金属氧化物，用于太阳光驱动解耦水分解

氧化还原介质无处不在，在许多能量转换中发挥着重要作用，例如NADPH/NADP+氧化还原对在自然光合作用和水分解过程的光反应中的作用。自然光合作用的关键之一取决于多个电子和质子的协…

陈璋
2025年5月18日
0035
催化顶刊

上海交大Nature子刊：原位TEM研究Hg纳米液滴在固-气和固-液界面上的成膜演化动力学

揭示界面液滴的基本物理化学过程在纳米反应器、微流体、纳米电机、纳米输运体、3D增材制造、纳米焊接、纳米润湿、喷涂和柔性/可穿戴器件等领域提供了独特且有前景的应用。研究表明，水微滴…

陈璋
2025年5月18日
0013
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理论计算立大功！北化工ACS Catal.: 证实亚纳米Cu团簇CO2电还原为C2+的可行性

电催化CO2转化为多碳化学品(C2+)代表了一项有前景的能源转化技术，其整体效率取决于高活性和选择性催化剂的设计。铜(Cu)催化剂能够将CO2选择性电还原为C2+产品。但是，…

陈璋
2025年5月18日
0027
催化顶刊

高达1119.4 μmol g-1 h-1！湖南大学，新发AFM！

太阳能驱动的光氧化还原催化已成为传统化学合成的有前景的替代方案。实现高效光氧化还原催化的主要挑战包括促进催化剂中光生电子-空穴对的动态分离，以及利用这些光生电荷载流体驱动活性位…

陈璋
2025年5月18日
0013
催化顶刊

太原理工大学AFM：内置电场诱导形成β-NioOH，用于低成本高效率水电解

电化学水分解被认为是绿色氢生产中最具成本效益和清洁的方案之一，但其效率仍然受到阳极OER和阴极HER缓慢动力学的限制。因此，需要高效和耐用的电催化剂来加速每个半反应。由于过渡金属氧…

陈璋
2025年5月17日
0050
催化顶刊

胡喜乐院士，Nature！

电化学将二氧化碳还原为化学物质和燃料，在可再生能源储存和碳回收方面具有很大的前景。虽然固体氧化物电解电池中的高温CO2电还原在工业上是相关的，但目前的催化剂在高电流密度下具有适度…

陈璋
2025年5月17日
00101
催化顶刊

500 mA cm-2！浙江大学侯阳/浙江工业大学戴启洲，新发AFM！

研究概述析氧反应（OER）对于通过海水电解生产绿色氢气至关重要。然而，它面临着诸多挑战，包括催化活性欠佳、由氯离子（Cl⁻）引起的腐蚀明显以及运行寿命受限。 2025年5月15日…

陈璋
2025年5月17日
0028
催化顶刊

武汉大学JACS: 调制表面亲氧性，加速碱性氢电催化动力学

碱性氢电催化动力学比酸性条件下低2个数量级，是进一步开发基于阴离子交换膜(AEM)的氢能量转换和储存技术(如AEM燃料电池和AEM水电解)的瓶颈。调节电催化剂的表面亲氧性被认为是一…

陈璋
2025年5月17日
0023
催化顶刊

中山大学AFM：五边形缺陷导入Co-N4位点，提高类Fenton活性

基于Fenton的高级氧化工艺是最有前景的水处理废水处理技术之一，特别是用于过氧化物单硫酸盐(PMS)的活化。碳载体单原子催化剂(CS-SACs)由于其最大的原子利用效率、独特的配…

陈璋
2025年5月16日
0038

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