顶刊解读

催化顶刊

布鲁克海文国家实验室刘萍/廖文杰，Chem. Soc. Rev.！

碱金属被公认为是异相催化中的有效促进剂，能够提高催化活性和调节产物分布。在过去的几十年里，科研人员们付出大量努力来揭示碱金属促进作用的机制。然而，由于暴露在反应环境时难以捕捉其催…

2025年4月21日
电池顶刊

10C、10000次超长循环！清华深研院贺艳兵，发表Angew！

复合固态电解质（CSEs）是固态锂金属电池极具应用前景的候选材料，但其多相间锂离子传输不畅严重制约了电池的倍率性能与循环寿命。清华大学深圳研究生院贺艳兵、柳明、Ke Yang等揭…

2025年4月21日
电池顶刊

前所未有！0.001 S/cm！北京理工大学/北京林业大学，联手发表AM！

固态锂(Li)金属电池(SSLMB)因其高能量密度和固有安全性的潜力而备受关注。然而，固态电解质的低离子电导率阻碍了它们的广泛发展。固体聚合物电解质(SPE)因其出色的柔韧性、可加…

2025年4月21日
电池顶刊

400次循环，超过91%！复旦大学王飞/刘洋/孙大林，发表Nature子刊！

可充电镁电池（RMBs）因其高安全性、丰富的镁资源和优越的能量密度而受到广泛关注。然而，镁离子存储动力学的缓慢严重限制了 RMBs 的性能。镁离子的双价特性和小离子半径导致其在固相…

2025年4月21日
电池顶刊

日历老化克星！化学所辛森/郭玉国等，发表Angew！

高温储存过程中的日历老化问题一直困扰着长寿命、高安全性锂离子电池（LIBs）的实际应用，老化过程一般归结为含氟电解质盐的水解反应生成氢氟酸并对负极表面造成化学腐蚀，然而各种电解质降…

2025年4月21日
催化顶刊

CO₂三大挑战，一招解决！Edward H. Sargent院士，发表Nature子刊！

成果简介反应式捕集技术将二氧化碳捕集与电化学升级相结合，通过消除气相二氧化碳解吸步骤，并进一步提供无二氧化碳的气体产品流，提高了捕集二氧化碳转化为燃料的整体能源效率。目前，两个相…

2025年4月21日
催化顶刊

100小时稳定运行！包信和院士，新发Nature子刊！合成气变烯烃！

研究概述 ZnCrOx氧化物与分子筛（OXZEO）耦合可将合成气直接转化为轻质烯烃，但复合氧化物中的活性位点仍然难以捉摸。 2025年4月19日，中国科学院大连化学物理研究所包信和…

2025年4月21日
催化顶刊

青岛科技大学，新发AFM！

金属间化合物（IMCs）具有长程原子尺度有序性，是一类新兴的高效且稳定的电催化合金材料。与无序合金相比，IMCs展现出更优的电子结构和更高的混合焓。 2025年3月24日，青岛科技…

2025年4月21日
催化顶刊

告别550℃“高烤”时代！金属所刘洪阳&北大马丁&港科大蔡祥滨，新发Nature Catalysis！

研究概述烷烃脱氢作为一种直接生产烯烃的途径，受到了工业界和学术界的广泛关注。然而，在烷烃脱氢过程中，通常需要高温（>550 °C）来断裂C-H键，这会导致有害的副反应。 2…

2025年4月21日
催化顶刊

精确切割！他，欧洲科学院院士，研发“化学剪刀”，新发Angew！

将塑料垃圾直接化学转化为低碳含氧物（而非CO2）是一项重要且具有挑战性的任务。由于塑料中C-X（X=C, H, N）键能较高，需要优化的催化剂才能实现精确的键断裂，以提高效率和选择…

2025年4月21日

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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