顶刊解读

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三单位联合Angew.：原子局域电场诱导界面水取向，显著增强碱性析氢反应性能

碱性水电解法是一种很有前途的大规模制氢方法。在碱性电解质中，水解离步骤通常被认为是析氢反应(HER)的速率决定步骤，并且水在催化剂与电解质界面上的取向，包括吸附构型(O-down或…

Gloria
2023年10月9日
0066
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最新Nature：超薄无机膜，切换成核偏好，全面扩展膜概念！

独立的功能性无机膜，超出其有机和聚合物对应物的限制，可以释放高级分离，催化，传感器，记忆，光学滤波和离子导体的潜力。然而，大多数无机材料的脆性以及缺乏表面不饱和连接，意味着难以通…

Gloria
2023年10月9日
0090
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邵琪Nature子刊：过电位仅为205 mV！亚稳单斜相IrO2纳米带高效电催化酸性OER

在酸性条件下电解水制备清洁、可再生的氢气是解决能源和环境问题的有效方法。由于电解水分解的大部分能量消耗都发生在阳极处，因此开发一种有效的阳极析氧反应(OER)电催化剂可以显著改善能…

Gloria
2023年10月9日
00305
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李灿院士Angew.：合理调节中间体吸附，促进Ni3Sn2-NiSnOx有效催化析氢反应

碱性析氢反应(HER)由水解离、羟基(OH−)转移过程和伴随双电子转移的氢-氢键形成等几个基本过程组成。有研究表明，水在催化剂上的解离吸附能和H*和OH−的吸附能是影响碱性HER的…

Gloria
2023年10月9日
0068
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中科院物理所，2023年首篇Science！

当两个或多个周期性物质相互重叠时，就会形成摩尔纹（Moiré pattern）。生活中，当用手机拍摄电脑上的图案时，经常会出现电脑屏幕上本不存在的波纹，这就是摩尔纹。生活中的摩尔…

Gloria
2023年10月9日
00226
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催化顶刊集锦：Nature子刊、EES、Angew.、ACS Catalysis、AFM、Small等

1. Nat. Commun.: 过电位仅为205 mV！亚稳单斜相IrO2纳米带高效电催化酸性OER 在酸性条件下电解水制备清洁、可再生的氢气是解决能源和环境问题的有效方法。由于…

Gloria
2023年10月9日
00129
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AFM：对流式锂离子传输实现无枝晶锂沉积！

抑制不均匀的树枝状锂沉积对锂金属电池（LMBs）的安全和稳定循环至关重要。均匀且无枝晶的沉积需要向锂表面均匀且快速地传输Li+。然而，涉及电迁移和分子扩散的静态液体电解液的传统离子…

v-suan
2023年10月8日
0033
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连发2篇Science吐槽科研压力大！喝瓶红牛继续肝，身体崩溃送急诊！

积劳容易成疾亚洲学生普遍勤劳，这大概和耳熟能详的‘头悬梁锥刺股’、‘凿壁偷光’等故事有关，优良传统。到了科研阶段，也是如此，全世界公认华人科研工作者是超级勤劳的。不知道何时起，…

v-suan
2023年10月8日
0075
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崔光磊/周新红，最新AEM！

可充镁电池（RMBs）由于镁金属负极具有优异的热稳定性和较低的枝晶形成倾向，在高温专用电池领域具有巨大的潜力。但开发能够在高温条件（>100°C）下稳定运行的Mg2+导电电解…

v-suan
2023年10月8日
0045
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南卡大学胡建军ACS AMI：图神经网络准确预测电极材料电压

执行第一性原理计算以发现大型化学空间中的电极特性是一项具有挑战性的任务。虽然机器学习（ML）已被应用于有效加速这些发现，但大多数应用方法忽略了材料的空间信息，仅使用预定义的特征—化…

v-suan
2023年10月8日
0034
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Nature子刊：钙锡合金作为室温下可充电非水系钙离子电池负极

由于其高理论能量密度、安全性和丰富的自然资源，可充电钙电池在可持续能源存储解决方案方面具有吸引力。然而，二价钙离子和活性钙金属与正极材料和非水系电解质溶液强烈相互作用，导致电极-电…

v-suan
2023年10月8日
0083
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晁栋梁/陈桢，最新EnSM综述！

水系锌离子电池（AZIBs）由于其固有的安全性、低成本、高理论容量和环境友好性，被认为是储能系统和可穿戴设备的潜在竞争者。随着AZIBs的多场景应用，AZIBs在极端温度下的运行提…

v-suan
2023年10月8日
0053
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杨勇/龚正良EES：高可逆富锂正极，1000次循环容量保持90%！

高容量富锂正极材料在锂离子电池中的实际应用在很大程度上受到了与电解质严重副反应的限制。厦门大学杨勇、龚正良等报告了一种高稳定富锂Li2RuO3正极，该正极通过在全固态锂电池(AS…

v-suan
2023年10月8日
0079
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清华大学王超Angew：25-100℃宽温锂金属电池！

能够在高温应用场景下稳定运行的锂金属电池（LMBs）是非常理想的。然而，由于电解液在高温下的热不稳定性，传统的锂离子电池只能在60℃以下稳定工作。清华大学王超等利用多种离子-偶极…

v-suan
2023年10月8日
0087
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李驰麟/陈双强Adv. Sci.：循环可达8500次，长寿命快充锂电负极！

高倍率负极材料是开发快充锂离子电池（LIBs）的核心。T-Nb2O5以其”房柱”结构和体相赝电容效应而闻名，有望实现快速的锂（脱）嵌。但这一特性仍然受到低电…

v-suan
2023年10月8日
0038
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王春生/许康/杨晓青Angew：-40至50℃的宽温NMC811||石墨锂离子电池！

LiNixCoyMnzO2 (x+y+z=1)||石墨锂离子电池（LIBs）有望得到实际应用。然而，它的低温（≤-20℃）性能很差，因为Li+在电解质主体和电解质/电极间的传输所遇…

v-suan
2023年10月8日
0054
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张杨松/蒲贤洁ACS Nano: 摩擦纳米发电机+深度学习实现颈部运动检测

颈部运动的状态反映了颈部的健康状况，检测人体颈部运动状态对医疗智能具有重要意义。实用的颈部运动检测器应该是可穿戴、柔性、节能和低成本的。在此，西南科技大学张杨松副教授、重庆大学蒲…

v-suan
2023年10月8日
0045
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Arumugam教授Angew：电解液添加剂助力无负极软包锂硫电池！

实用锂硫电池的两个主要障碍是锂金属负极的可逆性差和硫正极的动力学迟缓。德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram等报告了一种简单而有效的多硫化锂分子定制方法，可使…

v-suan
2023年10月8日
0061
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梅长彤等Adv. Sci.：纳米纤维协同MXene实现长寿命锌金属电池！

不可控的锌枝晶生长和寄生反应大大阻碍了高能量和长寿命的可充锌离子电池的发展。南京林业大学梅长彤、苏黎世联邦理工学院Kangning Zhao、路易斯安那州立大学Xiaoman Z…

v-suan
2023年10月8日
0064
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中科院物理所胡勇胜、容晓晖/河工大刘宾元跨领域合作Nature子刊！

一、背景介绍聚（环氧乙烷）基全固态聚合物电解质（PEO-ASPEs）凭借其自身具有较低的玻璃化转变温度和较好的锂（钠）盐溶解的能力，因此被广泛认为是实现下一代全固态锂（钠）金属…

v-suan
2023年10月8日
0059

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