顶刊解读

顶刊解读

Nano Letters：基于三氟化硼四丁基铵添加剂的无氯化物电解质实现镁电池稳定性

可充电镁电池（RMB）已被提议为目前商业化锂离子电池有前途的替代品。然而，传统电解液中的镁负极钝化需要在电解液中使用高腐蚀性的 Cl–。在此，新加坡科技研究局Zhi …

2023年12月18日
计算顶刊

山东大学程世博课题组：有机配体介导的多尺度超原子结构演化

背景介绍超原子概念的引入使团簇科学进入了一个新时代。作为团簇科学中的一个新范畴，超原子不仅可以用来模拟单个元素的物理化学性质，创建新的三维元素周期表，还可以取代原子，成为新材料，…

2023年12月18日
计算顶刊

太平洋西北国家实验室AEM：多尺度模拟解析高能锂硫电池的低孔率硫电极

锂硫（Li-S）电池因其高理论能量密度和低成本而成为大规模储能和汽车电气化的一项有前景的技术。降低硫正极孔隙率最近已被确定为改善电池实际能量密度和最小化孔隙填充电解液以延长电池在贫…

2023年12月18日
计算顶刊

复旦大学刘智攀教授：搭乘“特快列车”的异相催化原子模拟

异相催化是化学的核心问题之一。她不仅为整个人类社会带来了巨大收益（如合成氨制氮肥），还因自身的复杂性持续推动着化学前沿的发展。越来越多的证据表明，在催化过程中，真正的活性位点往往是…

2023年12月18日
计算顶刊

【DFT+实验】北工大尉海军&劳伦斯伯克利国家实验室杨万里AM：堆垛层错诱导 Li2MnO3 中的氧阴离子活性

引言电动汽车和电网应用对可充电锂离子电池的需求不断增加，需要具有高能量密度的锂离子电池，这可以通过富锂过渡金属氧化物Li1+xTM1-xO2（0<x<…

2023年12月18日
计算顶刊

清华ACS Catal.: 原位光谱+理论计算！揭示甲苯催化氧化中氧空位的作用和活性

在挥发性有机化合物(VOCs)催化氧化中，CeO2等金属氧化物催化剂有望取代目前使用的贵金属催化剂。虽然氧空位被认为是这些新型催化剂去除挥发性有机化合物(VOC，如甲苯)的活性中心…

2023年12月18日
顶刊解读

北化工刘文AM：双壳纳米笼内的串联催化实现高性能锂硫电池

单原子催化剂（SAC）可有效缓解锂硫（Li-S）电池中多硫化锂（LiPS）的穿梭效应和缓慢的氧化还原动力学，但由于多硫化锂的多步转化需要多功能活性位点进行串联催化，因此其理想性能尚…

2023年12月17日
顶刊解读

电池顶刊集锦：黄云辉、杨华明、支春义、晏成林、刘全兵、程红伟、刘明贤等成果！

1. ACS Nano：高混沌诱导多阴离子富溶剂化结构实现超高电压和宽温锂金属电池 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 正极的超高能量密度（>400 Wh/kg）锂金属电…

2023年12月17日
顶刊解读

清华康飞宇/贺艳兵EES：高负载PVDF基固态电池

固态锂金属电池（SSLMB），即锂（Li）金属正极和高电压负极（即 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，NCM811），被认为是提高二次电池安全性和能量密度的一种有前途的组。具…

2023年12月17日
顶刊解读

石大邢伟/崔永朋ACS Energy Letters：碘化有机盐正极实现高能量密度钾有机电池

具有结构可调节性的有机氧化还原活性材料（REDOX-OAMs）在钾有机电池中具有广阔的应用前景，但它们受到可逆容量低和反应电位适中的限制。在此，中国石油大学邢伟，崔永朋等人设计了…

2023年12月17日

加载中…

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
分享到:

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
分享到:

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
分享到:

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
分享到:

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
分享到:

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