顶刊解读

电池顶刊

安大张朝峰AM：水合共晶电解质诱导双界面层用于 100 °C 宽温高性能水系锌离子电池

水性锌离子电池（AZIBs的实际应用受枝晶生长、界面副反应以及恶劣环境下电池性能严重下降等限制。在此，安徽大学张朝峰等人介绍了一种由Zn(ClO4)2-6H2O、乙二醇(EG)和…

2024年2月1日
电池顶刊

支春义教授，第30篇Angew！

成果简介具有高还原电位的有机添加剂通常应用于水系电解液，同时保证了电池的安全性和环境相容性。基于此，为了实现锌金属沉积/剥离的可逆性，之前的研究提出了高浓度的盐包水电解液，但其高…

2024年2月1日
计算顶刊

华中科技大学，2024年首篇Nature！

电解可以将二氧化碳(CO2)转化为有用的化学物质，从原则上讲，有助于实现更可持续和碳中和的未来。然而，将其发展成为一种强大的过程仍然具有挑战性，因为有效的转化通常需要二氧化碳以碳酸…

2024年2月1日
计算顶刊

(纯计算)北京理工大学姚裕贵/冯万祥团队Phys. Rev. Lett.: 交错磁体RuO2中的晶体热输运

2024年1月29日，Phys. Rev. Lett.在线发表了北京理工大学物理学院姚裕贵教授和冯万祥教授课题组的研究论文，题目为《Crystal Thermal Transpor…

2024年2月1日
计算顶刊

《自然》：同济大学许维团队首次合成两种新型碳同素异形体

北京时间2023年11月30日，Nature杂志在线发表了同济大学许维教授团队的最新成果。通过对前驱体分子的“麻醉”和“手术”，他们成功在国际上首次实现了环型碳C10和C14两种新…

2024年2月1日
计算顶刊

登Science，速度和准确性均超越人类化学家，且具独创性，AI自主化学合成机器人加速化学发现

最近，在光化学和光催化方面的研究出现了惊人的爆发，部分原因在于光作为反应源对环境无害。然而，许多研究展示的是小规模反应，而扩大规模依赖于不同技术的拼凑，可能需要大量的试验和错误来优…

2024年2月1日
计算顶刊

Nature：为啥室温超导支棱不起来

引发全球热议的LK-99风波告一段落后，Nature的一篇资讯头条再次提及了“室温超导”。尽管对超导的热情一直不减，但随着一次又一次被证伪，人们很难不对“室温超导”慎之又慎。 N…

2024年2月1日
计算顶刊

【DFT+实验】电子科技大学张永起教授课题组：镍铁合金颗粒/氮掺杂垂直石墨烯阵列作为一种高效电催化剂用于碱性水氧化

背景介绍氢气（H₂）作为一种清洁、可持续的能源，是化石燃料的理想替代品。其高能量密度及零碳排放特性尤为突出。电解水是高效制取氢气的关键技术之一。然而，这一过程在阳极氧析出反应（O…

2024年2月1日
计算顶刊

【顶刊计算】JACS：机理导向设计CO2还原合成多碳产物的光催化剂

研究背景光催化还原CO2生成高能量密度的多碳（C2+）产品是一种清洁的能源转化技术，在多碳产物中丙烷（C3H8）为现代工业提供了关键的材料支持，通过系列深加工能够得到高附加值的化…

2024年2月1日
计算顶刊

包信和院士，重磅Nature子刊！

活性氢化物在氧化物表面有限的表面覆盖和活性对有效的加氢反应提出了挑战。在此，复旦大学/大连化物所包信和院士、复旦大学朱义峰青年研究员，中国科学院上海有机化学研究所马思聪助理研究员等…

2024年2月1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