顶刊解读

计算顶刊

【计算+实验解读】ACS Catalysis：单原子催化剂在CO还原NOx中表现出优异的SO2耐受性

Pt基催化剂在CO选择性催化还原NOx方面具有广阔的前景，但一些技术问题阻碍了它们的实际应用。基于此，中国科学院过程工程研究所苏发兵研究员，北京工商大学纪永军教授，中国科学院过程…

2023年12月16日
计算顶刊

【计算+实验文献精读】Materials Studio CASTEP模块，一篇Advanced Materials！

具有固有多孔结构和良好分散的金属位点的金属有机框架（MOF）是电催化有希望的候选者；然而，大多数MOF的催化效率受到它们在电催化过程中形成中间体的吸附/解吸能和非常低的电导率的显着…

2023年12月16日
计算顶刊

【计算论文解读】Electrochimica Acta：正交和六方硼烯作为储氢材料的析氢催化活性

研究背景使用氢作为能量载体是一个很有前途的未来能源，然而，电解水法在实际生产中受到反应速率等问题的限制。该过程需要一个催化剂来加速水的分解，为了降低对于贵金属的依赖，开发新型二维…

2023年12月16日
计算顶刊

【纯计算论文】J. Alloys Compd：富勒烯中封装的双金属合金助力氧还原/析氧反应

研究背景随着工业的发展，化石燃料的快速消耗和相关的环境问题激发了人们对开发绿色和可持续能源系统和设备的研究兴趣，如水分解、锌空气电池和燃料电池等。虽然这些能量体系和器件的研究取得…

2023年12月16日
计算顶刊

【MS论文解读】PCCP: 基于不同交换关联泛函的kagome超导体LaIr3Ga2物理性质探索

近年来，具有角共享三角形的kagome材料超导性引起了研究界的广泛关注，并且kagome材料可以用于对新型电子基态的探索。其中，LaIr3Ga2是一种kagome超导体，超导温度（…

2023年12月16日
顶刊解读

Angew.：Ni氧化物上碳氧阴离子自转化，实现长期安培级电流密度海水氧化

电催化水分解是一种绿色且可持续的制氢手段。然而，水分解技术的广泛应用将导致淡水的大量消耗，而这无疑增加了制氢的成本。最近，通过海水电解实现H2生产吸引了人们的注意，越来越多的研究工…

2023年12月15日
计算顶刊

重磅！上海交大Science：某种铁电聚合物的强大电热效应！

电热效应对极性畴的最大自由度（DOF）和最低的能量势垒提出了高的要求，这对于促进极化的跃迁至关重要。然而，对自由度和能垒（包括畴尺寸、结晶度、多构象共存、极性相关性和体状铁电体中的…

2023年12月15日
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张金强/赵朝成AM：用于光催化产H2O2的氮化碳碎片重新连接的多界面同质结

基于氮化碳的光催化技术为过氧化氢（H2O2）的生产提供了一种可持续且清洁的方法，但由于内电场弱，热载流子迟缓，产量受到严重限制。基于此，澳大利亚阿德莱德大学张金强研究员，中国石油…

2023年12月15日
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南开大学JACS：M-N-C单原子催化剂中电势驱动的吸附能反转

电子结构对于理解金属单原子催化剂（SAC）的催化机理至关重要，特别是在电化学条件下。基于此，南开大学刘锦程研究员（通讯作者）等人深入研究了电化学电势对氮掺杂石墨烯（N-C）载体上S…

2023年12月15日
计算顶刊

北化工，Nature Catalysis：Co(CN)3微晶催化剂用于燃料电池阴极

成果简介近日，北京化工大学孙晓明教授、田书博副教授以及庄仲滨教授(通讯作者)共同设计了一种Co(CN)3微晶催化剂用于燃料电池阴极。该研究通过单晶X射线衍射和X射线吸收光谱证明了…

2023年12月15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