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P型掺杂对用于锂硫电池负极的二氧化碳衍生多孔碳材料的影响
摘要 为了解决锂硫(Li–S)电池中缓慢的氧化还原动力学和多硫化物穿梭效应问题,研究人员开发了一种掺磷的二氧化碳衍生碳材料(PCDC),以提升其电化学性能。这种碳骨架是通过硼氢化钠(NaBH4)还原二氧化碳制备得到的,从而实现了硼和氧的同时引入。这种环保策略利用磷酸处理将二氧化碳转化为具有层次状孔结构的材料。所得的PCDC具有较大的比表面积和孔体积,能够有效负载硫元素并促进锂离子的快速传输。结构分析证实碳基体中同时存在硼(B)和磷(P)元素:硼有助于提高导电性,而磷则形成了具有催化活性的结构,如C3PO和C2PO2。电化学测试表明
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-10-11
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水热合成的BiVO4:KCl作为添加剂在提升光电化学和光催化产氧活性中的作用
### 氢气作为未来能源载体的潜力与挑战随着全球对可持续能源需求的不断增长,氢气作为一种清洁能源载体,其重要性日益凸显。氢气不仅储量丰富,而且具有极高的能量密度,每千克可释放120兆焦耳的能量。更重要的是,氢气可以通过燃料电池或燃烧发动机转化为电能或机械能,其唯一的副产物是水,这使得它成为减少温室气体排放和降低能源污染的重要途径。然而,氢气的大规模应用仍然面临诸多挑战,其中最具代表性的是其生产方式的经济性和可持续性。目前,制氢技术主要依赖于化石燃料和水电解,但这些方法存在成本高、资源消耗大以及环境污染等问题。因此,开发一种基于可再生能源的高效、低成本、可持续的制氢方法成为科研人员关注的焦点。在
来源:ChemElectroChem
时间:2025-10-11
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破解RuO2腐蚀的奥秘:对氧化途径与还原途径之间潜在转换机制的理论探索
本研究围绕一种广泛应用于酸性介质中氧析出反应(OER)的基准催化剂——二氧化钌(RuO₂)的表面腐蚀机制展开,揭示了其在不同电位下的溶解路径变化及其与掺杂元素之间的关系。这一研究对于理解催化剂在动态操作条件下的稳定性具有重要意义,也为设计更耐久的OER催化剂提供了理论基础。RuO₂作为酸性电解水制氢技术中的关键催化剂,其在高电位下的直接氧化溶解已被广泛研究,且被认为是OER过程中最主要的腐蚀路径之一。然而,在实际应用中,特别是在电位循环和设备停机时,RuO₂还表现出一种称为“瞬时溶解”的现象。这种现象通常在较低电位下发生,涉及耦合的质子-电子转移(PCET)反应,导致可溶性羟基化物种(如Ru(
来源:ChemElectroChem
时间:2025-10-11
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邻苯二甲酰亚胺化合物中的对称性破缺与氢键作用使得其在溶液中能够高效地产生室温下的圆偏振磷光现象
本研究围绕一种新型纯有机手性室温磷光(Room Temperature Phosphorescence, RTP)发射体的设计与性能展开,重点探讨了如何通过分子结构的调控实现圆偏振磷光(Circularly Polarized Luminescence, CPL)发射。室温磷光作为一种特殊的光物理现象,通常需要分子具有长寿命的三重态激发态,并且在激发态与基态之间的辐射跃迁效率较高。然而,大多数有机磷光材料仅在固态下展现出磷光特性,而溶液中的磷光发射则极为罕见,这给结构-性质关系的研究带来了挑战。为此,本文报道了一种基于邻苯二甲酰亚胺(phthalimide)衍生物的金属自由磷光发射体家族,通过
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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共价调控的钛酸盐焦绿石纳米颗粒:显著提升锌空气电池的氧电催化性能
本研究聚焦于一种新型的钛基钛酸盐(pyrochlore)催化剂,Bi₂Ti₂O₇(BTO)和Y₂Ti₂O₇(YTO),并对其在碱性电解质中的电催化性能进行了深入探讨。这两种材料都具有相同的A₂B₂O₇钛酸盐框架结构,但在其化学组成和表面特性方面存在显著差异,从而导致了不同的催化效果。研究通过优化的溶胶-凝胶法成功合成了高纯度的BTO和YTO纳米颗粒,这一合成方法有效地抑制了次生相的形成,并确保了纳米颗粒的均匀形态。研究发现,YTO表现出更强的钛-氧共价键以及更低的氧空位密度,这使得它在氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)中展现出更优异的电催化活性。在环境问题日益突出的背景下,能源存储技术
来源:ChemElectroChem
时间:2025-10-11
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用于铝空气电池的纳米六边形NiCeO2:氧还原反应活性的实验与密度泛函理论联合研究
纳米六边形结构的镍掺杂二氧化铈(NiCeO₂)通过一种简便的一锅法水热合成方法成功制备,并作为铝-空气电池(AAB)中氧还原反应(ORR)的高效电催化剂进行了评估。研究结果表明,这种材料在提升电池性能方面表现出显著优势,具有广阔的应用前景。本研究从材料合成、结构分析、电子结构计算以及电化学性能测试等多个角度对NiCeO₂进行了深入探讨,为开发高性能的AAB提供了理论依据和实验支持。### 材料合成与结构分析NiCeO₂的合成采用了一种简便的水热方法,这使得材料的制备过程更加高效且可控。合成过程中,通过将四水合氯化铈(CeCl₃·7H₂O)和镍盐(如六水合氯化镍)溶解于水中,并在一定条件下进行水
来源:ChemElectroChem
时间:2025-10-11
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通过共配体调控实现协同作用的BODIPY-四唑Fe(II)自旋交叉-光致发光体系的T½(半衰期)
本研究聚焦于一种新型的双功能材料,该材料结合了自旋交叉(Spin Crossover, SCO)和光致发光(Photoluminescence, PL)特性。这类材料因其能够实现非接触式、高灵敏度的自旋态检测而展现出在光子器件中的应用潜力。然而,目前在调控SCO和PL特性之间实现协同效应仍面临挑战。为解决这一问题,本文介绍了一组基于异配体配位的Fe(II)配合物,其化学式为[Fe(L)₄(RCN)₂](ClO₄)₂·nRCN。这些配合物在赤道位置配位了四个由BODIPY衍生的荧光配体L,而在轴向位置则引入了可变的RCN共配体,如CH₃CH₂CN、CH₂CHCN、CH₃(CH₂)₂CN和PhCN
来源:Chemistry – A European Journal
时间:2025-10-11
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DNA包覆的超小金纳米粒子(2纳米)上的杂交反应
在现代纳米科学与生物技术领域,利用DNA分子进行纳米颗粒的非共价修饰和功能化已成为一种重要的研究方向。本研究聚焦于通过点击化学(click chemistry)技术对超小金纳米颗粒进行共价修饰,使DNA分子能够稳定地附着于纳米颗粒表面,并进一步通过DNA杂交实现纳米颗粒之间的连接。这种方法不仅能够保留DNA的生物识别能力,还为纳米材料在分子自组装、生物传感和药物递送等领域的应用提供了新的思路。金纳米颗粒因其独特的光学、电化学和催化性质,在纳米材料研究中占据重要地位。然而,传统的DNA修饰方法多用于较大尺寸的纳米颗粒,而对超小纳米颗粒(通常指直径在1–3纳米范围内的纳米颗粒)进行DNA共价修饰的
来源:Chemistry – A European Journal
时间:2025-10-11
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通过直接氯化中心对称的金属碘酸盐晶体制备金属氯化物-碘酸盐非线性光学材料
摘要 非中心对称(NCS)晶体可能展现出许多有趣且重要的物理性质,并在科学和技术领域有广泛的应用,但与中心对称晶体相比,它们较为罕见。从已知的中心对称(CS)晶体制备NCS晶体在基础研究和应用方面都具有重要意义。本文提出了一种简单有效的策略:通过向CS晶体中加入适量的稀盐酸(HCl)使其发生直接反应,利用Cl−阴离子这种结构导向剂来打破晶体的对称性,进而调控阴离子基团的取向和排列。最终成功合成了NCS碘酸盐家族化合物AM(IO3)3Cl(其中A = Rb, Cs;M = Al, Ga, Fe),这些化合物是通过Cl−阴离子诱导的转
来源:Chemistry – A European Journal
时间:2025-10-11
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逐步质子化的咪唑-融合四苯基衍生物的质子导电性
在现代能源技术的发展中,质子导电材料扮演着至关重要的角色。这些材料被广泛应用于燃料电池、电化学传感器和湿度传感器等设备中,为实现高效、环保的能量转换与储存提供了基础支持。然而,传统质子导电材料在实际应用中面临着诸多挑战,例如对高湿度环境的依赖性、高温下的稳定性不足、制造成本高昂以及对环境的潜在影响。因此,开发一种能够在较宽温度范围内稳定工作,并且能够根据湿度条件调节其性能的新一代质子导电材料,成为当前研究的热点。近年来,分子晶体因其结构的灵活性和化学多样性,成为设计质子传导路径的有潜力材料。在这些分子晶体中,有机分子因其能够对分子间相互作用进行精确调控,尤其受到关注。例如,某些有机分子通过形成
来源:Chemistry – A European Journal
时间:2025-10-11
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在三金属有机框架中,交替磁场诱导出的超活性铜位点实现了低过电位下的二氧化碳电还原
摘要 电化学CO2还原反应是一种应对气候挑战的可持续方法,需要能够在低电极电位下表现出高活性的能源经济型催化剂。在此,我们开发了一种Cu-ZnMg超薄金属有机框架(MOF),其中Zn/Mg原子增强了CO2的吸附和CO的解吸性能,而Cu位点在交变磁场(AMF)作用下对CO2到CO的电还原表现出超高的催化活性。Cu-ZnMg MOF@AMF在-0.2 V(相对于RHE)的低电位下实现了高达25.3 mA cm−2的电流密度,并且具有优异的CO选择性(约95%),超过了现有最先进的Cu基催化剂。非磁性金属的引入将Cu(II)活性位点上的
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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基于双铁平台的多元组分合成:稳定的铁苯类化合物具有优异的抗癌活性
摘要 尽管对金属苯类化合物进行了大量研究,但铁苯类化合物至今仍难以捉摸,目前仅报道了一个偶然发现的实例。在这项工作中,我们展示了一种可在室温下进行的可重复反应方法,该方法基于二铁双环戊二烯基平台,能够合成四类取代铁苯化合物(5a-c),这些化合物通过η6配位与第二个铁原子片段结合而稳定。该合成过程包括一步完成亚胺基团、碳烯基团(来自重氮化合物)和一氧化碳基团之间的C─C偶联反应,生成铁环己二酮衍生物(4a-c),随后利用烷基三氟酸盐进行O烷基化反应。实验和计算研究帮助我们提出了合理的反应机理。X射线晶体学、核磁共振(NMR)及计算
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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低自旋WIII激发引起的三重态自旋极化电子在氧化钨中的离域现象,用于铀的光催化还原
摘要 太阳能光驱动的光催化是一种绿色且高效的技术,可用于固定高毒性和放射性的铀(U)。然而,一个重大挑战是开发出同时具有较高导带(CB)电位和快速载流子分离速率的光催化剂。本文提出了一种通过(110)晶面限制的氧空位(OVs)对d0 WO3进行自旋态工程的方法。将氧空位锚定在对称性破缺的(110)晶面上可以生成低自旋的WIII(d3)态,使导带电子发生离域,并由于π反键轨道中电子占据率较高,使导带电位相对于NHE升高了0.86 V。密度泛函理论(DFT)计算结合飞秒瞬态吸收光谱(fs-TAS)研究表明,以三重态(T)为主的自旋极化
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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原位串联合成带电硼氧簇,构建高度有序的结构
摘要 将多个阳离子和阴离子簇可控地组装成结构明确的体系仍然是化学领域的主要挑战之一。在这项研究中,通过原位串联策略成功合成了一系列基于带电硼氧簇的结构,命名为BOC-n(n = 1–8)。通过动态共价化学和配位相互作用的综合运用,开发出了类似卟啉的阳离子金属硼氧簇(BOC-1中的[Cu(II)B8O8Qi8]2+和BOC-2中的[Cu(II)2B10O12(Qi)8]2+,其中Qi代表喹啉)。这些阳离子簇具有多样的动态特性,并在组装过程中通过精确匹配的π─π堆叠和C─H···π相互作用保持方向控制,从而能够与多种不同的配体及客体阴
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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含氟的铅螯合分子显著提升了无空穴传输层的碳基钙钛矿太阳能电池的性能、稳定性和安全性
摘要 无需空穴传输层的碳基钙钛矿太阳能电池(HTL-free C-PSCs)在低成本和稳定性方面具有潜力,但存在界面电荷提取效率低、缺陷钝化效果不佳以及环境风险未解决等问题。本文报道了一种多功能界面工程策略,使用含有磺酸基团、氟原子和金属离子的氟化铅螯合(FLC)分子。磺酸基团与未配位的Pb2+离子配位,氟原子与有机阳离子形成氢键,K+离子稳定了卤素阴离子,这些作用协同钝化了深层缺陷并提高了热稳定性。FLC修饰还降低了钙钛矿的功函数(从−4.14 eV降至−4.39 eV),改善了能级对齐,促进了钙钛矿/碳界面处的空穴提取。优化后
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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层状铜氧化物中稀土元素调控的键极化率:促进表面重构以实现C2+电合成
摘要 铜(Cu)氧化物在通过二氧化碳还原反应(CO2RR)电化学合成多碳(C2+)产物方面具有巨大潜力,但目前尚未充分研究原始铜氧化物中的化学键特性与CO2RR过程中不可避免的表面重构之间的关联。本文报道了我们通过A位稀土元素调控策略,改变层状铜氧化物(Ln2CuO4,其中Ln = La, Pr, Nd, Sm, Gd)中Cu─O键极化率的研究成果,从而促进表面重构,以实现高效的C2+电合成。特别是,经过优化的Pr2CuO4材料具有最高的键极化率,其C2+产物的法拉第效率达到了约80%,在−1.7 V下的C2+部分电流密度为376
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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通过氢原子、氢化物和质子转移调控铁(III)中心上的亚硝酸盐还原反应性:结合模式的影响
摘要 为了阐明铁介导的亚硝酸盐还原机制,我们合成并全面表征了Fe(III)-NO2−复合物,这些复合物具有不同的κ1–O(亚硝酸根)和κ1–N(硝基)结合模式,这些模式由一个tris(苯硫醇酸)膦配体衍生物支持。这两种连接异构体之间的转换受到次级配位体系中Na+阳离子的调控。不同的结合模式导致了不同的亚硝酸盐还原途径。对于κ1–O异构体,还原过程通过氢原子或氢负离子的转移开始,生成{FeNO}7物种;而质子化则生成{FeNO}6复合物。氢原子转移和质子化伴随着羟基自由基的生成,而氢负离子转移则产生氢氧化物。相比之下,κ1–N异构体
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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多胎受体:一种易于合成的混合物,可用于制造效率超过20%的四元有机太阳能电池
摘要 三元策略已被证明能有效提高有机太阳能电池(OSCs)的功率转换效率(PCE)。然而,由于活性层材料合成和组成的复杂性,含有四种组分的四元有机太阳能电池(QOSCs)的研究报道较少。在这里,我们开发了一种简单的方法,利用“多组分受体”(MBA)来制备高性能的QOSCs,这种受体是由三种分子同时合成的混合物。这些A-DA'D-A类型的MBA(MBA31、MBA11、MBA13和MBA19)是通过将一个DA'D型中心片段(BTP-2CHO)与两个A型末端单元(γ-IC-Cl和IC-2Cl)以不同的配比(γ-IC-Cl: IC-2C
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11
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在具有边缘邻域的Kisrhombille网格中的数字距离
摘要 “Kisrhombille”铺砌是一种半规则铺砌的对偶形式,由以12种不同方向排列的直角三角形组成。为了正式描述这些瓷砖的布局,我们采用了坐标系。在本文中,如果两个瓷砖的边界共享一条边,则将它们定义为相邻瓷砖。引入了“数字距离”的概念,即从一个瓷砖移动到另一个瓷砖所需的最小步数,并通过构建最小路径推导出了相应的距离公式。
来源:Acta Crystallographica Section A
时间:2025-10-11
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生物衍生梳状共聚物的同时降解-解聚过程
摘要 聚乳酸(PLA)是目前研究最广泛的、可生物降解的聚苯乙烯替代品;然而,其较低的韧性和玻璃化转变温度可能限制了其作为可持续替代品的广泛应用。为了改善其材料和热性能,可以将PLA与其它聚合物(如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))通过化学或物理方式结合,但引入基于乙烯基的聚合物成分会增加化学回收的复杂性,并降低材料的可持续性。在这项研究中,我们合成了设计用于热分解的聚甲基丙烯酸甲酯-PLA梳状共聚物。我们的设计策略性地将现有的聚合物分解方法扩展到了更复杂的大分子系统。聚甲基丙烯酸甲酯主链中的热不稳定单元在加热过程中实现了与PLA侧链降
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-11