• 铜催化的醇与苯乙炔在可见光LED驱动的光微反应器中的有氧光氧化偶联反应生成酮

  基于过渡金属的醇类到酮类的有氧光氧化反应在工业上具有重要意义，但这种重要的转化过程过去都是在批次光反应器中进行的，这些光反应器存在传输性能差、反应速率低、停留时间过长以及环保性能不佳等问题。在本报告中，我们首次开发了一种高效的光微反应器模块，用于在可见光照射下实现基于铜的有氧光氧化耦合反应，将氢醌与4-氯苯乙炔转化为4-羟基-4′-氯苯甲酮。通过详细的参数研究，我们将产品产率和时空产率分别优化至74%和19.55 g L–1 h–1，相应的停留时间为42.5分钟和21.2分钟。使用光微反应器在不同初始浓度下测得的表观速率常数高于以往批次光反应器实验得到的结果。此外，该光氧化反应的E因子也显著改

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 基于酸性咪唑鎓的深共晶溶剂，用于高效一步法从煤焦油中提取喹啉和吲哚，同时最大限度地减少中性油的夹带

  煤焦油中氮化合物的存在会严重毒害加氢催化剂并降低燃料质量。然而，由于碱性含氮化合物和非碱性含氮化合物的性质不同，传统的提取和脱氮过程需要分步骤进行，这不可避免地会导致中性油的共同提取，从而带来难以解决的纯化难题。在这项研究中，使用了对甲苯磺酸（PTSA）作为氢键供体（HBD），以及咪唑（Im）、2-甲基咪唑（MIm）或2-乙基咪唑（EIm）作为氢键受体（HBA），合成了三种基于酸性咪唑的深共晶溶剂（DESs）。研究人员对模型油和煤焦油中的喹啉和吲哚进行了提取实验。在35°C条件下，当DES与油的比例为1:5时，喹啉的提取效率达到了100%，吲哚的提取效率为98.8%，且中性油的夹带量极低（NE

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 基于聚氧金属酸盐的单原子光催化剂用于氢气生产，并实现呋喃胺的选择性氧化

  通过水分解实现光催化氢气（H2）生成面临诸多挑战，包括需要分离气体产物以及氧气释放反应的热力学限制。在此，我们提出了一种新策略，通过将氢气释放半反应与具有附加价值的糠呋胺氧化转化过程整合到一个统一的光催化系统中来克服这些障碍。一种负载在多金属氧酸盐上的单原子光催化剂在光激发下能够同时高效驱动这两种氧化还原反应。系统研究表明，光生电子能够有效还原质子生成氢气（生成速率：494 μmol·g–1·h–1），而相应的空穴则选择性地将糠呋胺氧化为N-糠呋基呋呋胺，选择性高达99%。通过先进的结构表征（X射线单晶衍射仪）和密度泛函理论分析，我们发现原子分散的金属中心与多金属氧酸盐框架中的空位协同作用，形

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 在局部富氧的Ni–YSZ阳极上对氨利用途径的机理研究：一项从头算研究（Mechanistic Investigation of Ammonia Utilization Pathways on a Locally Oxygen Enriched Ni–YSZ Anode for Direct Ammonia-Fed Solid Oxide Fuel Cells: An Ab Initio Study）

  在现代能源技术中，固体氧化物燃料电池（SOFC）因其高效和低污染排放而备受关注。其中，直接氨燃料固体氧化物燃料电池（DA-SOFC）作为一种有前景的技术，可以实现氨的单步转化为电能。然而，由于对关键反应机制的了解有限，设计高效的阳极材料仍面临挑战。这项研究通过密度泛函理论（DFT）计算，首次探讨了氨在Ni–YSZ（氧化钇稳定氧化锆）阳极上利用的两种路径：直接的氨电氧化反应和间接的氨分解后氢的电氧化反应。研究还比较了这些反应在氧富集的Ni–YSZ阳极（Ni–YSZ + O）和标准Ni–YSZ阳极上的行为，以揭示其在DA-SOFC中的性能差异和潜在的降解机制。氨的直接电氧化反应涉及氨分子在阳极表面

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 固体电解质在抑制焦耳热效应以促进可扩展的H2O2电合成中的作用

  通过氧还原途径电合成过氧化氢（H2O2）有潜力彻底改变传统的化学合成方法。然而，这一目标常常受到大规模生产过程中能量效率下降的阻碍，而能量效率是评估H2O2电合成经济可行性的关键指标。本研究指出，焦耳热是导致效率损失的主要原因，因为它会加速H2O2的分解并引起较大的电压降。热分析和阻抗分析表明，通过提高电解质导电性和优化反应器结构以降低内部电阻，可以显著抑制焦耳热的影响。在这些策略中，结构优化在降低内部电阻方面存在瓶颈，而提高电解质导电性则是进一步提升效率的关键。为了在电合成性能和环境可持续性之间取得平衡，研究人员提出了一种基于Na2SO4和强酸性阳离子交换树脂（SAC）的复合固体电解质，该电

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过氧化还原驱动的代谢变化增强丙酸梭菌（Clostridium acetobutylicum）的丁醇生产

  丁醇是一种有价值的工业化学品，也是一种潜在的运输生物燃料，其燃料性能优于乙醇。然而，通过使用Clostridium属菌种进行传统的丙酮-丁醇-乙醇发酵生产丁醇时，受限于低产率、低生产力和低收率。在这项研究中，我们采用了一种基于氧化还原的策略，通过添加外部电子穿梭载体来提高丁醇的产量。我们筛选了多种电子穿梭载体（蒽醌-2-磺酸盐、蒽醌-1,5-二磺酸、核黄素、甲基维奥根、中性红和苄基维奥根），以评估它们调节细胞内氧化还原状态的能力，并确定了最佳浓度和添加时间。结果表明，在0小时时添加苄基维奥根（5 mg/L）可产生最高的丁醇产率（15.2 ± 0.9 g/L）和收率（0.29 g/g），分别与对

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 利用二甲基异山梨醇作为绿色溶剂，从膨胀聚苯乙烯废弃物中制备用于水处理的可持续膜

  本研究报道了通过直接磺化处理，将膨胀聚苯乙烯（EPS）废弃物转化为可用于水处理的功能性膜的方法，磺化程度分别为3%和5%（分别称为EPS-3和EPS-5）。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、酸碱滴定和差示扫描量热法证实了−SO3H基团的成功引入。二甲基异山梨醇被确定为制备该膜的最佳溶剂，因为它具有适中的粘度、良好的聚合物亲和性以及较高的成本效益。这些膜呈现出不对称的多孔结构：随着磺化程度的增加，孔径和渗透通量也随之增大，但总孔隙率仍保持在约74%。水的接触角从纯EPS的90.7°降至EPS-3的84.9°，再到EPS-5的71.2°，表明其润湿性提高，吸水能力增强（从2.9%增加到11.6%

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过温和的乙酸乙酯-过氧化氢体系对杨木生物质进行选择性氧化分级：实现高效脱木质素的同时保留碳水化合物

  选择性脱木质素仍然是木质纤维素生物质处理中的一个核心挑战。在这项研究中，开发了一种温和的乙酸乙酯-过氧化氢（EA-HP）处理方法，用于高效地将杨木生物质分离成富含碳水化合物的组分和木质素衍生的氧化产物，其中过氧乙酸是在反应过程中原位生成的。通过优化溶剂浓度，EA-HP体系实现了98.0%的选择性脱木质素效果，同时保留了高达99.3%的纤维素和79.2%的半纤维素。处理后的生物质具有更好的酶解性能，葡萄糖产率达到了86.3%。光谱和结构分析证实了木质素优先被降解，而多糖的损失最小。根据生成的氧化产物的组成，推断出了木质素可能的氧化降解途径。这项工作展示了一种温和且有效的策略，可以选择性降解木质素

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 以聚乙烯为原料制备的混合二元羧酸，用于聚酯的合成

  这项研究的核心目标是探索如何将废弃聚乙烯（PE）通过氧化反应转化为短链二元酸混合物，并进一步利用这些混合物作为可再生原料生产脂肪族聚酯。当前的塑料工业主要依赖于线性化石基经济模式，即从石油中提取原料，制造塑料，使用后丢弃，这种模式带来了严重的资源浪费和环境污染问题。因此，科学家们正在寻找替代方案，以实现更可持续的塑料生产和回收方式。脂肪族聚酯因其良好的生物降解性而受到关注，它们可以用于包装、农业薄膜、纤维、弹性体和涂层等多种应用领域。然而，传统上这些聚酯材料的生产依赖于化石资源，而PE废弃物的氧化转化虽然提供了新的原料来源，但其生成的二元酸混合物具有不同链长的特性，这与传统化石基二元酸相比存在

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 基于经济型苄醇的经济聚合物的开发，用于全反应光催化过氧化氢的生产

  水系锌离子电池（AZIBs）由于其固有的安全性和成本效益，正成为大规模储能系统的一个有前景的候选者。然而，由于水电解液中大量活性水分子的分解导致树枝状晶体的快速生长以及严重的副反应，这些电池的实际应用受到了显著限制。在这项研究中，将3-吡啶磺酸（3-PSA）以最佳浓度作为电解液添加剂引入AZIBs中。通过电化学表征和理论计算发现，磺酸基团（−SO3H）与Zn2+之间的定向配位作用改变了(Zn(H2O)6)2+的溶剂化壳结构，使其能够吸附在锌金属表面，从而促进Zn2+的均匀沉积，并显著减少自由H2O分子的数量。此外，3-PSA的引入破坏了原有的氢键网络，调整了氢键的角度，并抑制了由水引起的腐蚀和

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过3-吡啶磺酸调控溶剂化层结构与氢键网络，实现长寿命水性锌电池的协同设计

  水系锌离子电池（AZIBs）因其固有的安全性和成本效益而成为大规模储能系统的有前景的候选者。然而，由于水电解液中大量活性水分子的分解导致树枝状晶体的快速生长以及严重的副反应，严重阻碍了其实际应用。在本研究中，以优化浓度将3-吡啶磺酸（3-PSA）分子引入作为AZIBs的电解液添加剂。通过电化学表征和理论计算发现，磺酸基团（−SO3H）与Zn2+之间的定向配位作用导致(Zn(H2O)6)2+的溶剂化壳层发生重构，这种重构后的离子会吸附在锌金属表面，从而促进Zn2+的均匀沉积，并显著减少自由H2O分子的数量。此外，3-PSA的引入还破坏了原有的氢键网络，调整了氢键的键角，并抑制了由水引起的腐蚀和副

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 在g-C3N4表面上通过分子工程手段构建Ni–O–C界面位点，以实现高效利用CO2和硝酸盐电催化合成尿素的过程

  水系锌离子电池（AZIBs）因其固有的安全性和成本效益而成为大规模储能系统的一个有前景的候选者。然而，由于水溶液中大量活性水分子的分解导致树枝状晶体的快速生长以及严重的副反应，这些电池的实际应用受到了显著限制。在这项研究中，将3-吡啶磺酸（3-PSA）以最佳浓度作为电解液添加剂引入AZIBs中。通过电化学表征和理论计算发现，磺酸基团（−SO3H）与Zn2+之间的定向配位作用改变了(Zn(H2O)6)2+的溶剂化壳结构，使其能够吸附在锌金属表面，从而促进Zn2+的均匀沉积并显著减少自由H2O分子的数量。此外，3-PSA的引入打破了原有的氢键网络，调整了氢键的键角，并抑制了由水引起的腐蚀和副反应。

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 利用铜负载的二氧化铈作为高效且可重复使用的催化剂，通过甲醇解作用将聚乳酸化学转化为甲基乳酸

  塑料废物的化学回收引起了全球的关注，因为它为塑料废物堆积问题提供了一种可持续的解决方案，并有助于构建循环塑料经济。保护资源和环境的可持续方法之一是塑料的化学解聚或回收。在这方面，聚乳酸（PLA）是一种广泛用于三维（3D）打印以及从农业薄膜到食品包装等各种用途的塑料材料。在本研究中，使用Cu-CeO2作为催化剂，对PLA的化学解聚进行了研究，在温和的反应条件下获得了乳酸甲酯（ML）作为选择性产物。这种环保且经济高效的方法旨在实现PLA废物的闭环化学回收。通过优化反应条件，获得了良好的催化活性和产物选择性。在140°C下，PLA在Cu-CeO2催化剂的作用下完全解聚，所需时间为8小时。根据反应生成

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 拓展高直链淀粉蚕豆淀粉的应用领域：实现其可持续转化为空气凝胶的优化策略

  低钙矿物组成的硫铝酸盐水泥（SAC）在低碳排放方面具有显著优势，符合建筑材料行业的绿色发展理念。然而，这种水泥存在长期强度下降的技术瓶颈，并且缺乏辅助胶凝材料。为了解决这些问题，通常会在SAC生产中加入石灰石粉作为活性外加剂。然而，天然石灰石本身的反应活性较低，导致性能提升效果不佳。因此，本研究提出了一种湿法碳化复拌工艺，将新形成的高活性CaCO3 C2 C4 C4A3Ṡ。经过预水化处理后，原本难以碳化的C4A3Ṡ转化为易于反应的水化产物，系统的碳化程度提高了230%。AFm和AFt的梯度碳化过程形成了一个pH缓冲系统，促进了多晶型CaCO3的生成；铝凝胶在反应过程中脱水形成AHx相，部分AH

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 由均相路易斯酸催化剂促进的离子液体溶剂的节能二氧化碳解吸

  离子液体（ILs）由于其可设计的结构以及同时作为吸收剂和催化剂的双重功能，在二氧化碳（CO2）捕获方面展现出巨大潜力。我们之前设计的IL溶剂（[Cho][Triz]/TMS）具有良好的吸收性能，但再生速率较慢。本文提出了一种新策略，利用均相路易斯酸IL（LAIL）催化剂在较低温度下促进IL吸收剂中的CO2解吸。基于钴（Co）的LAIL [Bmim]2[CoCl4]表现出优异的性能：与空白实验相比，CO2解吸量增加了54.1%，活化能降低了30.3%，从而实现了较低的再生能耗（0.90 GJ/t CO2）。这一效果归因于[Bmim]22+中的C2–H基团和[CoCl4]2–中的Co位点对C–N键

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过湿法碳酸化硫铝酸盐水泥原位生成碳酸钙：提升其长期强度

  低钙矿物成分的硫铝酸盐水泥（SAC）在低碳排放方面具有显著优势，符合建筑材料行业的绿色发展理念。然而，这种水泥存在长期强度下降的技术瓶颈，并且缺乏辅助胶凝材料。为了解决这些问题，通常会在SAC生产中加入石灰石粉作为活性外加剂。然而，天然石灰石本身的反应活性较低，导致性能提升效果不佳。因此，本研究提出了一种湿法碳化复拌工艺，将新形成的高活性CaCO3 C2 C4 C4A3Ṡ。经过预水化处理后，原本难以碳化的C4A3Ṡ转化为易反应的水化产物，系统的碳化程度提高了230%。AFm和AFt的梯度碳化过程形成了一个pH缓冲系统，促进了多形态CaCO3的形成；铝凝胶在反应过程中脱水生成AHx相，部分AHx

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 通过基因组整合和途径优化实现工程微生物生产l-岩藻糖：一种可持续的生物制造平台

  l-岩藻糖是一种具有高商业潜力的功能性单糖，广泛应用于制药、营养保健品和化妆品领域，可以通过微生物合成方法高效生产。本研究通过全面的基因组整合和代谢途径优化，建立了一个稳定的l-岩藻糖生产平台。关键的GDP-l-岩藻糖生物合成基因被整合到染色体上，并配备了优化的组成型合成启动子，从而增强了前体物质的供应，使得岩藻糖的产量达到了6.47克/升。α1,2-岩藻糖转移酶（BKHT）基因的拷贝数扩增进一步提高了“GDP-l-岩藻糖 → 2′-FL → l-岩藻糖”代谢途径的效率。此外，使用稳态启动子调控α-l-岩藻糖苷酶（afcA）在生长阶段的表达，减轻了代谢负担，使岩藻糖的产量提升至15.37克/升

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 利用低加工棉料通过固态合成法制备阳离子纤维素纤维，以实现高效病毒捕获

  水系锌离子电池（AZIBs）由于其固有的安全性和成本效益，正成为大规模储能系统的一个有前景的候选者。然而，由于水溶液中大量活性水分子的分解导致树枝状晶体的快速生长以及严重的副反应，这些电池的实际应用受到了显著阻碍。在本研究中，以优化浓度将3-吡啶磺酸（3-PSA）分子作为电解质添加剂引入AZIBs中。通过电化学表征和理论计算发现，磺酸基团（−SO3H）与Zn2+之间的定向配位作用改变了(Zn(H2O)6)2+的溶剂化壳结构，使其能够吸附在锌金属表面，从而促进Zn2+的均匀沉积，并显著减少自由H2O分子的数量。此外，3-PSA的引入打破了原有的氢键网络，调整了氢键的键角，并抑制了由水引起的腐蚀和

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 环保催化剂开发：在绿色溶剂中用于芳基碘化物和溴化物的铃木-宫浦反应的双齿氮配体

  为了解决传统的一阶段和两阶段Haematococcus pluvialis培养过程中细胞死亡率高等问题、虾青素产量低以及成本过高的问题，本研究开发了一种新的培养-转化-积累（CTA）策略。CTA框架依次优化了生物量生长（第一阶段），通过添加1 g/L的NaCl诱导出具有抗逆性的不动细胞（第二阶段），并最大化了虾青素的积累（第三阶段），使得虾青素的产量比使用0 g/L NaCl时提高了61.1%。小规模实验验证了CTA策略的优越性：其虾青素含量达到了3.0%（分别是一阶段和两阶段方法产量的1.4倍和1.2倍），且无需进行昂贵的离心操作。试点规模的试验表明，管状光生物反应器（T-PBR）是最佳选择

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

• 用于从生物炼制原料连续两相合成呋喃的结构化催化剂

  本研究聚焦于一种可持续的化学工艺，旨在通过使用木质纤维素生物质来加速材料转化。这一过程在酸性条件下将半纤维素糖类脱水生成糠醛，这是一种具有广泛应用前景的平台化学品。传统的工业方法（如华夏和西普罗）在生产糠醛时仅能达到约50%的理论收率，并且消耗大量的蒸汽。然而，这些方法往往伴随着高分子量副产物——即“胡敏”物质的形成，这会显著限制糠醛的产量。为了克服这些问题，研究者们开始探索新的催化剂体系和反应条件，以提高糠醛的收率和选择性，同时减少废物产生。本研究采用了一种创新的工程方法，即利用3D开孔铝泡沫结构作为催化剂载体。这种结构具有高比表面积（900–2000 m²/m³）、高床孔隙率（约0.84–

  来源：ACS Sustainable Chemistry & Engineering

  时间：2025-10-22

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