顶刊解读

计算顶刊

【计算深度解读】ASS：DFT研究吸附构型、吸附能和电子性质，探索矿物溶解机制

橄榄石型矿物是可用于大量二氧化碳封存的矿物，因为它广泛地分布在世界各地。然而，矿物溶解速率是限制其二氧化碳封存过程的关键因素。近日，通过将第一性原理计算与扫描电子显微镜（SEM）…

2023年12月15日
计算顶刊

杨培东院士，最新Nano Letters！

成果简介能量漏斗（Energy funneling）是基于低维材料的光电器件中用于改善其性能的一种现象。基于此，美国加州大学伯克利分校杨培东院士（通讯作者）等人报道了一类新的二维…

2023年12月14日
电池顶刊

南科大赵天寿/曾林EES：路易斯酸-碱和库仑相互作用的协同效应实现高性能 Zn-I2电池

锌碘电池具有不易燃的水系电解质和本质安全的锌，因此被认为是前景广阔的储能设备。然而，多碘穿梭效应和反应动力学迟缓限制了其电化学性能。在此，南方科技大学赵天寿，曾林等人提出了一种多…

2023年12月14日
电池顶刊

厦大/中大/高能物理所AFM：基于橄榄石釉质层的晶格匹配界面实现高压LiCoO2

高电压引起的LiCoO2 表面钝化双层（正极/电解质界面和阳离子致密化表面相）不可避免地会导致电池退化。在此，厦门大学孙世刚，乔羽，Kuai Xiaoxiao，中山大学孙洋，中国…

2023年12月14日
电池顶刊

松山湖实验室/港城大/中南AEM：吡嗪和吡啶胺单元的共价有机骨架（COF）用于水系钙离子电池负极

可充电实现钙离子电池(CIBs)有望用于可靠的大规模能源存储。然而，它们面临着重大挑战，主要是由于负极不理想，导致电压分布不利、容量有限和耐用性下降，所有这些都阻碍了CIBs的发展…

2023年12月14日
电池顶刊

电池顶刊集锦：孙学良、支春义、杨金虎、李先峰、于乐、郑洋、潘军、范红金等成果！

1. Advanced Materials：精确定制锂离子传输通道实现超长循环无枝晶全固态锂金属电池全固态锂金属电池可以解决电池循环寿命和能量密度不足的关键挑战。长循环无枝晶全固…

2023年12月14日
顶刊解读

重磅Nature！18万个像素！逐像素检查，轻挑微观“面纱”

在空间不均匀、不稳定的界面上的反应速率是出了名的难以量化的，但在许多化学系统的工程中，如电池和电催化剂，却是必不可少的。利用现场原位显微镜对这些材料进行实验表征产生了丰富的图像数…

2023年12月14日
顶刊解读

太强了！国内高校一日5篇Nature！

来源｜Nature、东北大学、上海交通大学、求是风采、iNature 9月13日，东北大学、上海交通大学、浙江大学、清华大学、香港城市大学分别在Nature发表最新研究成果。 1、…

2023年12月14日
顶刊解读

“神仙眷侣”黄昱/段镶锋，今日Nature Synthesis！

段镶锋，1977年出生于中国湖南武冈，纳米材料学专家，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校终身教授、博士生导师，湖南大学特聘教授。段镶锋教授的研究领域主要为纳米材料和器件，以及它们在电子学…

2023年12月14日
顶刊解读

北科焦树强等，最新Nature子刊！

成果简介同时实现高能量密度和长循环寿命仍然是铝离子电池（AIB）面临的最严峻挑战，尤其是对于在强酸性电解质中存在穿梭效应的高容量转换型正极而言。基于此，北京科技大学焦树强教授及王…

2023年12月14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