顶刊解读

催化顶刊

新疆大学AFM：S型异质结上构建了超小型NiO，增强光催化析氢和固氮

在光催化反应中，S型异质结可以有效促进光生载流子的分离效率，显著提高氧化还原能力，从而显著提高光催化性能和适用性。然而，在光催化过程中，空穴的转移速率比电子的转移速率慢约4个数量级…

2025年4月9日
多学科交叉

西北大学马海霞/东北林业大学徐明/香港大学郭正晓/北京化工大学邱介山，联手发表JACS！

水电解是一种环境友善的H2生产途径，但将析氧反应(OER)与析氢反应(HER)直接耦合具有以下几个缺点：首先，由于涉及四电子转移，阳极OER在热力学上不利且动力学缓慢，增加了电解水…

2025年4月9日
催化顶刊

浙江大学孙文平，发表AM！

氢气(H2)因其多功能性、高能量密度和环境友好性而被广泛认为是一种有前景的能量载体。以H2作为燃料的燃料电池是实现氢能与电能高效转换最具竞争力的技术之一。与商业化的质子交换膜燃料…

2025年4月9日
催化顶刊

硕士生一作！重庆工商大学，第一单位发表Angew！

可再生电力驱动的电催化还原氮反应(NRR)是NH3合成的一种可持续的方法，但由于N2的不溶性和惰性的N≡N键，NRR已被证明是一个缓慢的过程。最近，电催化NO3–还原(…

2025年4月9日
催化顶刊

南京大学钟苗Angew：借助定量反应-输运模型，实现CO电还原为C2H4能量效率提高

在水介质中电催化CO还原合成乙烯(C2H4)是一种热力学上坡的过程(CO+H2O→C2H4+O2，ΔrGθ=817.4 kJ mol-1)。在能量强化的膜电极组装(MEA)系统中，…

2025年4月9日
电池顶刊

低成本、无溶剂、“零浪费”！安徽大学/温州大学/上海大学，联手发表AM！

电池作为电力存储系统广泛应用于电子设备和电动汽车中。从回收有价金属和减轻环境污染等角度考虑，废电极的回收至关重要。其中，将原材料闭环转化为高附加值产品是可持续发展的关键一环。在此…

2025年4月9日
材料设计与机理

浙江大学，Nature Materials！

尽管在有机电子学中需求量大，但功能性共轭聚合物在可扩展合成和批次均匀性方面面临挑战。成果简介有鉴于此，浙江大学李昌治团队在Nature Materials期刊上发表了题为“Pr…

2025年4月9日
电池顶刊

从40%提升至70%！他，致力于电池材料研究，手握Science，发表Nature Nanotechnology！

成果简介聚合物电解质对于由固体或半固体电解质组成的安全和高能电池具有很大的前景。多相聚合物电解质由流动相和刚性相组成，具有快速离子传导和理想的机械性能。然而，在理解和调节电极|电…

2025年4月9日
电池顶刊

5C，25000次！北京大学庞全全，发表Nature！

全固态锂硫电池具有高的比能量，因其适中的电位不会导致固态电解质的进一步副反应，充电时不会释氧，因此具有更高的本征安全性。此外，使用固态电解质能有效解决液态锂硫电池中的多硫化物穿梭效…

2025年4月9日
催化顶刊

科研女神！她，师从崔屹院士，「90后」独立PI，24岁首创“亲锂性”概念，新发Nature子刊！

成果简介在高电流密度下，二氧化碳（CO2）电化学还原为一氧化碳（CO）时，选择性会下降，这是该过程面临的一个难题。约翰霍普金斯大学刘亚媛教授、Li Zhengyuan等人报道了…

2025年4月9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