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  • 综述:基于稀土金属的氧电催化剂:从机理与设计到应用的深入理解

    基于稀土金属的氧电催化剂在能量转换和存储领域展现出巨大潜力,尤其是在氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)中,这得益于它们独特的电子结构和优异的催化性能。本文综述了基于稀土金属的氧电催化剂的研究进展,重点关注合成策略、评价指标、设计方法以及在燃料电池、金属-空气电池和水电解中的应用前景。首先,分析了稀土金属催化剂在ORR和OER中的反应机理,并借助原位表征等技术进一步揭示了稀土金属通过调控氧化还原行为和优化表面结构来提高反应速率的内在机制。其次,介绍了四种催化剂的设计策略,包括掺杂、合金化、化合物制备和单原子化技术。最后,讨论了基于稀土金属的催化剂的

    来源:Inorganic Chemistry Frontiers

    时间:2025-09-19

  • 铜掺杂的镍苯-1,3,5-三羧酸金属-有机框架的热电性能

    金属有机框架(MOFs)由金属阳离子和通过配位键连接的有机配体组成,具有出色的孔隙率和可调性能,因此在热电应用中具有巨大潜力。然而,大多数MOFs的导电性较低,这限制了它们在热电设备中的应用。将过渡金属离子掺入MOF体系可以提高其导电性,从而实现热电转换。本研究探讨了掺铜的镍苯-1,3,5-三羧酸盐(NiBTC)的热电性能,以优化其载流子浓度和迁移率。首先将NiBTC制备成空心结构以增强声子散射效果,然后通过掺铜来调节其导电性和塞贝克系数。通过XRD、FTIR光谱和电子显微镜等多种表征技术验证了合成结果。掺铜显著提高了NiBTC的导电性(约10%),但略

    来源:Inorganic Chemistry Frontiers

    时间:2025-09-19

  • 用于宽带近红外光控LED应用的能量转移增强型Cr3+/Ni2+共掺杂钽酸盐荧光粉

    近红外(NIR)发光材料因其在光学成像、光学温度传感、无损检测等领域的优异性能而备受关注。本文介绍了一种近红外(NIR)材料Mg2LaTaO6(MLTO):Cr3+,Ni2+,该材料采用高温固态法合成。当在468 nm处激发时,该材料表现出700至1600 nm的宽带发射,半高宽(FWHM)为1232 cm−1。Cr3+向Ni2+的能量转移(ET)显著增强了Ni2+的发射,使其在1336 nm处的强度提高了2.85倍,能量转移效率达到了79%。该材料还具备出色的热稳定性,在423 K时仍能保持87%的发射强度。通过将这种荧光粉与460 nm蓝光芯片结合,

    来源:Inorganic Chemistry Frontiers

    时间:2025-09-19

  • 通过协同侧反应和星形结构设计,实现木质素衍生全生物基动态双网络聚合物的一锅合成

    将木质素转化为高性能聚合物材料仍然是一个重大挑战,这主要是由于传统合成方法的复杂性以及所得聚合物不可再处理的特性。在这项研究中,我们提出了一种便捷的一锅法策略,用于制备完全基于生物的、具有可再处理性的木质素整合聚合物。该方法利用了在星形木质素接枝共聚物合成过程中的副反应——自由基终止反应,通过自由基聚合实现了初级永久性网络的形成,并同时提高了单体利用率(转化率达到了95.6%,而传统星形聚合物的转化率仅为62.1%)。随后,使用羧酸封端的聚乳酸寡聚物作为绿色交联剂,通过酯交换反应建立了次级适应性网络。所得的双网络聚合物在保持结构完整性的同时,表现出机械性

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 逆流而上:海水中木质素磺酸盐的光催化解聚

    木质素是木质纤维素生物质的主要成分,对其的充分利用对于减少对化石资源的依赖至关重要。木质素磺酸盐是一种水溶性的木质素衍生物,由纸浆和造纸工业大量生产,但由于木质素结构复杂以及其降解通常需要苛刻的条件,这些衍生物目前尚未得到充分利用。在这里,我们提出了一种温和且可持续的光催化方法,使用无毒、水溶性且市售的光催化剂——蒽醌-2-磺酸钠(AQ2S)来降解木质素磺酸钠(LS)。该反应在室温及常压下,于含盐的水介质中进行(包括未经处理的波罗的海海水),无需使用有机溶剂、酸、碱或有害添加剂。盐度对于稳定AQ2S并在长时间照射下保持其活性至关重要。基于密度泛函理论(D

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 经过缺陷工程处理的MOF-801作为氧化还原活性的插层电池型电容去离子阴极:选择性去除钙离子的机理洞察

    基于氧化还原活性插层原理的电容去离子(CDI)技术,采用电池型法拉第正极,展现出超越反渗透(RO)的潜力。该技术的卓越前景尤其体现在其对特定阳离子的高度选择性吸附能力上,这可能显著提升CDI系统的创新性。构建这种氧化还原-插层电池型正极的关键在于两个科学挑战:(1)开发增强型吸附通道以加速水合阳离子的质量传输;(2)强化脱溶剂离子的氧化还原反应,以实现更优越的吸附性能。在此,我们提出了一种缺陷工程策略,通过调节剂辅助合成在高度亲水的MOF-801材料上有意制造了大量结构缺陷。随后,将富含缺陷的MOF-801与吡咯和表面活性剂在石墨基底上进行电聚合,制备出

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 绿色与可持续电池简介

    此内容提供图形摘要。

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 具有可控级联电子转移途径的三元工程线性聚合物,可实现高效H2O2光合作用并同时进行生物质转化

    基于线性聚合物的光催化剂因具有可设计的分子结构和高度可调的电子特性,在光催化过氧化氢(H₂O₂)的制备研究中受到了广泛关注。然而,这些光催化剂的光催化性能受到光生载流子分离不足的严重限制。在此,我们设计并合成了一种名为PS-TAA-AQ-Ru的线性聚合物,该聚合物整合了三种功能基团:N,N-二苯胺(TAA)、蒽醌(AQ)以及[Ru(bpy)₃]²⁺复合物,通过一步可逆的加-断裂链转移(RAFT)聚合策略实现这些基团的连接。与仅具有单步电子转移通道的聚合物(如PS-TAA-Ru、PS-AQ-Ru或PS-Ru)相比,这种三元功能化的PS-TAA-AQ-Ru光

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 具有内置电场和缺陷的Z-scheme ZIF-67/In2O3异质结的理性设计,用于光催化CO2转化

    全球变暖危机日益严重,其主要原因是二氧化碳(CO2)排放量过高。因此,我们需要开发创新策略以实现碳中和。光催化二氧化碳还原反应(CO2RR)利用太阳能将二氧化碳转化为可持续的碳氢燃料,是一条很有前景的途径。然而,在光催化二氧化碳还原反应中实现高效率和选择性仍然是一个重大挑战。在这项研究中,我们合理设计了一种具有内置电场和缺陷的Z型结构ZIF-67/In2O3异质结,以增强二氧化碳选择性地光催化还原为一氧化碳(CO)的能力。该ZIF-67/In2O3异质结表现出优异的性能:二氧化碳转化产率为6805.23 μmol h-1 g-1,选择性高达97.31%。

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 利用ZnCl2/γ-戊内酯体系将小麦秸秆转化为糠醛和葡萄糖

    开发从木质纤维素生物质中高效合成关键平台分子的催化途径对于建立可持续的化学工业至关重要。在这里,我们提出了一种创新的级联催化方法,将小麦秸秆转化为糠醛(FAL)和葡萄糖,该方法利用熔盐水合物/γ-戊内酯(MSH/GVL)体系实现。MSH的组成对小麦秸秆的分离效率及产物分布有着重要影响。在ZnCl₂·60 wt%/GVL(1:1,v/v)体系中,该体系表现出优异的性能:在140°C下处理40分钟后,可保留98.5%的纤维素,同时去除93.5%的半纤维素和71.2%的木质素。值得注意的是,GVL抑制了半纤维素衍生物的缩合反应,使得从小麦秸秆中直接获得糠醛的产

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 基于壳聚糖和松香酸的天然粘合剂,具有高强度、阻燃性和环保性能

    95.00%)。这项研究为开发可持续生物质粘合剂提供了一种绿色方法,为木板制造提供了可再生、可生物降解的替代品,以替代基于石油的粘合剂。

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-09-19

  • 基于共价有机框架的催化剂在过氧化氢电合成方面的最新进展

    过氧化氢(H2O2)是一种重要的化学品,年产量超过400万吨,在工业消毒、环境修复和化学合成中发挥着关键作用。目前的工业规模生产依赖于能耗较高的蒽醌氧化(AO)工艺,该工艺需要多个反应步骤,会产生大量有害废物,并且依赖于集中式的制造设施。电化学途径——特别是通过两电子氧还原(2e− ORR)和水氧化(2e− WOR)路径——通过使用可再生能源电力实现了分散式的H2O2生产,从而提供了一种可持续的替代方案。本文综述了共价有机框架(COFs)作为下一代电催化剂的独特优势,重点介绍了它们精确可调的孔结构、明确的活性位点以及出色的稳定性,这些特性共同解决了电化学

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-09-19

  • 由低价铝源(M = s区/p区金属)衍生的双金属Al–M配合物

    含有直接金属-金属键的双金属配合物在配位化学和催化的许多方面都占据着重要地位。这些化合物的反应性通常与其单金属类似物不同,因为两个金属中心以协同的方式相互补充。铝是一种p区金属,其化合物可以根据其氧化态表现出路易斯酸碱性质:三价铝(AlIII)被视为路易斯酸,而一价铝(AlI)则可以表现为路易斯碱。因此,含有Al–M键的双金属化合物为新的化学现象和反应性的研究提供了丰富的机会。最近,铝基阴离子这类化合物的发展促进了人们对各种Al–M物种的研究,其中一价铝(AlI)中心表现出亲核性质。这些化合物补充了由中性一价铝(AlI)来源衍生的现有Al–M配合物家族,

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-09-19

  • 在氮掺杂碳布上制备的超小铱纳米颗粒,可实现高效且耐用的酸性水分解

    在氮掺杂的碳布(Ir/N-CC)上制备的超小铱纳米颗粒实现了创纪录的低温酸性水解(HER)过电势(12 mV)和氧还原(OER)过电势(210 mV),并且在10 mA cm⁻²的电流下具有2000小时的长期稳定性,性能优于Pt/C和IrO₂。该电解池(Ir/N-CC‖Ir/N-CC)在1.49 V的电压下可稳定运行于10 mA cm⁻²的电流。氮掺杂剂通过优化OH⁻和OOH⁻的吸附过程来提升反应动力学。

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-09-19

  • 层状双氢氧化物在催化绿色氢能革命中的作用:进展与前景

    层状双氢氧化物(LDHs)由于其多功能性、成本效益和可调的催化性能,正成为推动绿色氢能经济发展的关键材料。它们的层状结构使得成分具有灵活性,从而能够优化活性位点以实现高效的电子转移。本综述旨在了解可持续LDHs生产的最新进展,特别关注其在涉及海水和淡水的电化学水分解过程中的潜力,这一过程对于生成作为可持续能源的绿色氢气至关重要。本文对绿色氢气生成策略及其机制进行了深入讨论,并概述了基于LDH材料的绿色氢能经济概念。目前对LDHs的设计和应用研究有望通过整合高催化效率、资源优化以及适应实际条件(如海水电解)的能力,为绿色氢气提供一条可持续的发展途径,从而实

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-09-19

  • 一种具有手性结构的有机-无机杂化锡化合物,表现出可逆的相变现象以及增强的二次谐波(SHG)效应

    本研究合成并表征了两种零维手性有机-无机杂化异构体:(R-APH2)SnCl6(1)和(S-APH2)SnCl6(2)(其中APH为3-氨基吡咯烷)。通过差示扫描量热法(DSC)、振动圆二色性(VCD)、二次谐波生成(SHG)测量以及高温/低温单晶X射线衍射分析,研究了它们的相变行为、手性光学性质和晶体结构。结果表明,这两种化合物分别在422/448 K和418/448 K发生高温可逆的一级相变,其高温/低温单晶对称性表现出罕见的温度诱导对称性破缺(ITSB)特征。SHG测试发现,在相变过程中,化合物表现出独特的反对称非线性光学开关效应:低温相(手性空间

    来源:Dalton Transactions

    时间:2025-09-19

  • 可控合成与多效协同作用的微米级多孔六角棱柱形钛基高熵氧化物负极用于锂存储

    金属有机框架(MOFs)作为锂离子电池(LIBs)的有前景的前体材料或替代阳极材料而受到关注。在这项研究中,通过结合溶液自组装和水热技术的可控方法,成功合成了基于钛的MOF(Zn0.18Mg0.2Co0.31Ni0.37-Ti-EG(乙二醇))。随后,将Zn0.18Mg0.2Co0.31Ni0.37-Ti-EG六方棱柱体作为前体,在优化的温度和空气条件下通过烧结工艺制备出了富含晶界的多孔六方棱柱形Zn0.18Mg0.2Co0.31Ni0.37TiO3。Zn0.18Mg0.2Co0.31Ni0.37TiO3具有2.234 g cm-3的高致密密度。得益于高

    来源:Dalton Transactions

    时间:2025-09-19

  • 在含氮的路易斯碱的催化下,C6F6分子中C-I中心的C-F键发生断裂反应及其动力学分析

    镓基分子(gallium,I)处于+1氧化态,由NacNac或Boxm配体辅助,在加入化学计量量或催化量的含氮路易斯碱(Lewis bases, LBs)后,能够高效地发生C6F6中的C–F键断裂。动力学研究表明,C–F键断裂的反应速率与镓基分子及所加入的含氮路易斯碱的浓度呈一级反应关系。反应速率还受到含氮路易斯碱类型的影响。密度泛函理论(DFT)计算表明,含氮路易斯碱与镓中心的配位作用提高了HOMO(最高占据分子轨道)的能量水平,这一能量提升主要来源于镓中心上的孤对电子。这些结果突显了路易斯碱调控在主族元素介导的键断裂反应中的重要作用。

    来源:Dalton Transactions

    时间:2025-09-19

  • [C(NH2)3]2[C2H5(C2O4)]Cl:通过三种不同基序的协同组装,实现无金属紫外双折射晶体的理性设计

    开发无金属的双折射晶体在激光技术中具有重要意义。本文报道了一种无金属的双折射晶体[C(NH₂)₃]₂[C₂H₅(C₂O₄)Cl,它是通过三种不同基元的氢键导向组装合理制备得到的。该晶体具有较大的带隙(3.987 eV)和显著的双折射效应(546 nm处双折射率为0.120),证明了这种策略在制备无金属紫外双折射材料方面的有效性。

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-09-19

  • 通过点击化学反应将钴配合物接枝到氯甲基聚苯乙烯上,用于催化二氧化碳(CO2)与环氧物的环加成反应

    大气中二氧化碳(CO₂)含量的不断增加对所有生物系统都产生了巨大影响。因此,社会和研究人员非常关注这种温室气体的控制、储存和利用。从环氧树脂和二氧化碳(CO₂)制备有价值的环状碳酸酯化合物受到了广泛关注,因为这一过程实现了100%的原子经济性。在本研究中,使用了含有–CH₂Cl官能团的氯甲基聚苯乙烯(CMPS)作为载体,用于固定一种基于钴的复合物,以催化二氧化碳(CO₂)与环氧树脂的反应。通过氧基对–CH₂Cl官能团的亲核攻击,使用丙炔醇对–CH₂Cl进行功能化处理,得到了含有炔基的聚苯乙烯(alkyne-functionalized-PS),进而可用于

    来源:Dalton Transactions

    时间:2025-09-19


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