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微晶二氧化硅催化Na2S2向Na2S转化助力高性能室温钠硫电池
生物质衍生碳材料虽被广泛用作室温钠硫电池(RT-Na/S)的正极载体,但其表面活性有限且催化位点稀缺,严重制约了电池在高电流密度下的长期循环稳定性。为此,研究人员创新性地利用生物质前驱体固有的天然硅酸盐成分,在碳基底上原位合成了大尺寸微晶与非晶混合结构的二氧化硅(SiO2)。所设计的C/M-SiO2@S正极表现出卓越的电化学性能:在5 A g−1的高电流密度下循环5000次后,仍能保持1021 mAh g−1的比容量。微观分析表明,微晶SiO2具有显著的催化活性,能有效促进多硫化钠中间体(Na2S2)向最终产物硫化钠(Na2S)的转化动力学,同时缩短钠离子扩散路径。该研究为生物质碳载体中催化结
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-15
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等离子体增强三维MnII–NbIV八氰基金属酸盐磁性材料的居里温度及其机制研究
通过采用空气、氧气、氮气和氩气等离子体处理三维{[MnII(H2O)2]2[NbIV(CN)8]·4H2O}n配位铁磁体(原居里温度TC=49 K),研究者意外获得居里温度提升至72 K的新磁相。X射线粉末衍射(XRD)和X射线吸收光谱(XAS)分析显示等离子体处理使晶胞产生轻微收缩,磁离子间距离缩短导致超交换耦合作用增强约20%。为探究等离子体作用机制,研究团队尝试采用加热、紫外照射和脱水等方法进行对比实验,但均未能复现等离子体处理效果:热处理和紫外照射导致部分分解,脱水处理引发结构重组。最终证实等离子体特有的结晶水去除能力是实现磁性增强的关键,这种独特的处理方式为磁性材料改性提供了新思路。
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-15
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硼酸基团介导二维钙钛矿异质结实现动态室温磷光用于时间分辨多维防伪与加密
具有动态颜色可调余辉特性的室温磷光(Room-Temperature Phosphorescence, RTP)材料在先进防伪和多维加密领域展现巨大潜力。本研究通过硼酸基团辅助结晶技术,成功合成出新型二维苯基氯化镉钙钛矿(B-PACC),显著提升了RTP效率。进一步采用精确掺杂策略引入锰离子(Mn2+),使其自组装形成Mn2+对并构建含无机锰层的异质结结构。该异质结具有差异化的层间距,实现了从红色到蓝色的动态余辉发射颜色调制。通过调控Mn2+浓度,可精确调节从有机组分单重态和三重态到锰层的能量转移速率,从而实现对动态RTP行为的精细控制。得益于红蓝磷光转换过程中极低的背景干扰和高色度对比度,该
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-15
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亚晶格笼限域工程实现近红外Cr3+–Ln3+共掺杂荧光粉的超高效能量转移与生物成像应用
科学家们开发了一种创新的亚晶格笼限域工程策略,成功制备出超高效近红外(Near-Infrared, NIR)Cr3+–Ln3+(Ln = Yb, Nd, Er)共掺杂荧光材料。该研究通过GdAl1.5Ga1.5(BO3)4的双层笼状结构,将镧系离子(Lanthanide ions, Ln3+)精准限域在Gd3+位点,同时为铬离子(Cr3+)提供八面体晶格取代位点。这种空间约束巧妙地将Cr3+–Ln3+间距优化至3.67 Å,并将Ln3+–Ln3+距离拉大到5.92 Å,从而显著提升能量转移效率(Energy Transfer Efficiency, ηETE)(Yb3+: 61%, Nd3+:
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-15
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多金属氧酸盐-硼二吡咯共轭杂合物中复杂电荷光积累机制及其在太阳能燃料转化中的应用研究
太阳能燃料生成依赖于多电子、多质子反应的催化过程,自然界中通过NADPH或氢醌等电子中继体的电荷积累实现。本研究展示了一种无贵金属的光化学二元体系,该体系由硼二吡咯(Bodipy)光敏剂与道森型多金属氧酸盐(POM)共价连接构成,并以三乙胺(TEA)作为牺牲电子给体。在可见光照射下,该杂合体系能在POM上积累多达两个电子,并在数分钟内实现完全转化。首次还原过程快速高效,而第二个电子则通过复杂的多路径机制缓慢引入——该机制通过联合光谱技术、电化学分析及理论计算得以解析。加入三氟乙酸可通过质子耦合电子转移(PCET)促进双电子还原物种的形成,同时加速单电子还原POM的歧化反应。值得注意的是,POM
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-15
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基于Metadynamics模拟揭示Au(I)(NHC)Cl靶向HIV-NCp7锌指结构机制及酸碱驱动构象变化
锌指结构(Zinc Fingers, ZFs)在调控关键代谢通路中发挥重要作用。利用过渡金属化合物(包括金络合物)可特异性抑制癌细胞或病原性病毒及原生动物的锌指功能,但由于锌指结构多样性及作用机制不明确,实现特异性靶向仍面临挑战。本研究采用Metadynamics模拟方法,深入解析了[Au(I)(NHC)Cl]复合物与HIV-NCp7锌指区域(包含两个对病毒生命周期至关重要的锌指结构域)的相互作用机制。模拟结果显示两个锌指核心区域表现出显著差异的反应活性:C末端锌指中的Cys49被确定为Au(I)结合的主要位点。研究还发现[Au(I)(NHC)]+物种可诱导酸碱反应步骤,促进Cys39的硫醇基
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-15
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Ni3S2修饰高共轭富电子钴基金属有机框架协同提升析氧与尿素氧化反应性能
通过将高共轭富电子钴基金属有机框架(Co-MOF)与Ni3S2复合,研究人员开发出一种新型非贵金属电催化剂Ni3S2-CoFcDCA/NF。该材料通过异质界面间的协同效应,显著提升电子传输效率并暴露丰富活性位点,在析氧反应(OER)中仅需202 mV过电位即可达到50 mA cm−2电流密度,而对尿素氧化反应(UOR)仅需1.39 V电池电压。理论计算表明,NiOOH/CoFcDCA中优化的d带中心位置调控了氧中间体吸附能,尤其降低了OH→O转化的能垒,从而加速OER动力学。该研究为设计高效、低成本的非贵金属电催化剂提供了新思路。
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-09-15
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木质素结构差异驱动碳量子点形成机制与荧光性能研究:愈创木基/紫丁香基与儿茶酚基木质素的对比分析
与传统的三维网络结构愈创木基/紫丁香基(G/S)木质素不同,儿茶酚基木质素(C-lignin)具有均质的线性结构。不同结构的木质素可能会影响木质素基碳量子点(L-CQDs)的形成机制。为探究这一问题,本研究对比研究了G/S木质素和C-lignin衍生的L-CQDs的物理化学特性及合成过程。研究人员首先从不同种壳中提取了G/S木质素、天然共存的G/S-C木质素以及C-lignin,随后通过水热合成法分别制备出COFS-CQDs、COSS-CQDs和CBS-CQDs。荧光光谱分析显示所有L-CQDs均呈现蓝色荧光,其中COSS-CQDs的荧光强度高于COFS-CQDs和CBS-CQDs。拉曼光谱和
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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纳米气泡催化无催化剂条件下苯一步氧化高效合成苯酚新策略
在有机合成领域,苯环直接羟基化制备苯酚(Phenol)始终面临巨大挑战,这主要源于苯分子稳定的共轭体系。本研究首次实现了无催化剂条件下通过纳米气泡(Nanobubbles)技术将苯一步转化为苯酚的创新方法。研究人员通过超声辐照在水溶液中生成纳米气泡,这些气泡在溃灭时于气-水界面产生高活性OH自由基,进而与苯分子反应生成目标产物。研究系统考察了超声功率和辐照时间等关键参数对苯酚产率的影响,确立了最优反应方案。特别值得关注的是,实验采用激光照射促进纳米气泡溃灭,此举不仅显著提升苯酚产率,更大幅缩短了反应时长。结果表明该一步法在室温条件下即可实现苯的高效转化,且表现出优异的选择性。机理研究证实,苯分
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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电化学还原烯烃氢二聚化策略实现1,4-二芳基丁烷多样性合成
一项创新的电化学还原氢二聚化策略成功实现了烯丙基苯(allylbenzenes)和乙烯基芳烃(vinylarenes)的精准偶联,为多样化合成1,4-二芳基丁烷(1,4-diarylbutanes)提供了新途径。该技术突破了传统还原偶联方法对缺电子烯烃的依赖,能够高效处理中性和富电子烯烃,甚至挑战性的内烯烃。研究表明,该转化具有卓越的底物普适性,可兼容共轭/非共轭烯烃、不同电子特性取代模式,甚至含稠环、杂环和生物活性模块的复杂分子。机理研究揭示:反应起始于烯丙基苯的电化学异构化生成乙烯基芳烃中间体,后者在阴极还原形成烯烃自由基阴离子(alkene radical anion)。经质子化产生的碳
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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pH响应型有机笼介导的均相/非均相可切换催化体系研究
这项突破性研究构建了基于氮杂有机笼(RCC3)的智能催化平台,巧妙利用pH开关实现"均相高效催化-非均相便捷回收"的双重优势。在酸性环境(pH≤7.0)下,质子化的RCC3如同分子级"助推器",既能加速反应物传质,又能通过特殊相互作用激活并稳定钯纳米颗粒(PdNP)和南极假丝酵母脂肪酶B(CALB),使催化效率显著提升。当调节至碱性条件(pH≥9.5)时,系统立即"改头换面",RCC3自发包裹催化剂形成胶体沉淀,实现"一滤即收"的便捷回收。研究团队通过三个经典反应验证该系统的普适性:PdNP催化的转移氢化反应、CALB介导的水解反应以及二者的级联反应。分子动力学(MD)模拟像"分子显微镜"般揭
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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非热等离子体活化CH2Cl2实现C(sp3)–H直接氯甲基化的催化剂-free新策略
非热等离子体(Non-Thermal Plasma, NTP)被应用于连续流气-液体系中二氯甲烷(CH2Cl2)的化学活化,实现在常温常压条件下对饱和烃的直接氯甲基化。本研究提出了一种无需催化剂或添加剂的C(sp3)–H键官能团化新策略。以环己烷为底物的反应测试中,在60秒停留时间内获得了总产率30%的氯化产物。研究团队系统分析了底物浓度、气液流速比、能量密度及停留时间的影响,并提出反应路径始于CH2Cl2中C–Cl键的解离,随后发生C(sp3)–H键的氢提取及自由基重组。该机理认知为等离子体化学的发展提供了重要依据。此外,通过使用氘代二氯甲烷(CD2Cl2)成功实现了饱和烃中氘原子的引入。
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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无催化剂无溶剂条件下聚碳酸酯(BPA-PC)胺解高效解聚策略及其绿色循环应用
本研究提出了一种环境友好的聚碳酸酯(Bisphenol A Polycarbonate, BPA-PC)化学回收策略——在无催化剂、无溶剂的条件下通过胺诱导实现高效解聚。研究团队对比了热化学与机械化学两种处理方式,发现仅凭胺类物质即可促使BPA-PC发生有效断链,生成双酚A(Bisphenol A, BPA)单体和高附加值的尿素衍生物。尤为重要的是,该无催化剂策略对含有添加剂和污染物的消费后BPA-PC废弃物同样表现出卓越的解聚性能。直接对安全护目镜、光盘及汽车零部件等日常制品进行胺解处理,不仅实现了高解聚效率,还完成了单体和尿素产物的定量回收。该方法操作简便、底物适用性广、效率突出,充分体现
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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综述:用于高级醇的顺序催化:克服直接CO2加氢中的障碍
直面挑战:直接CO2加氢的困境全球变暖问题因二氧化碳(CO2)排放持续增加而日益严峻,开发温室气体减排新技术迫在眉睫。将CO2转化为高价值化学品,特别是高级醇,不仅能够实现碳资源循环利用,还可生产具有重要工业应用价值的燃料和化工原料。然而,将CO2直接加氢生成高级醇的过程在热力学和动力学上均面临巨大障碍。该过程涉及多步反应,需要多功能催化剂具备精确协同的活性位点,以实现高效的C-C耦合和氧原子去除。在纳米尺度上精准控制这些催化界面,至今仍是阻碍该技术发展的核心难题。另辟蹊径:顺序催化策略的崛起为克服直接路线的局限性,研究者们将目光转向顺序催化(又称串联催化)这一创新策略。该策略不再依赖单一催化
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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界面化学键桥接再生:从废弃光伏板与锂电池中升级再造长效硅碳复合材料
面对废弃太阳能光伏组件(PV)和锂离子电池(LIBs)带来的环境与资源挑战,传统回收方法(如将硅再生为硅锭、石墨降级使用)经济价值有限。受锂离子电池用硅碳复合材料(Si/C)启发,研究人员开发出一种创新升级再造策略:通过从废弃光伏板中提取的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)作为粘结剂,在硅与碳界面构建稳定的Si–C化学键,有效克服了物理混合Si/C材料常见的硅化问题,显著提升结构稳定性并抑制体积膨胀。动力学分析进一步表明,该策略大幅提高了离子扩散系数并降低内阻,特别是优化了界面离子迁移行为,使材料表现出卓越的电化学性能——在1.0 A g−1电流密度下容量高达967 mAh g−1,200次循环后容量
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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综述:膜分离中的绿色溶剂:可持续工业应用的进展、挑战与未来展望
绿色溶剂的分类与特性近年来,酯类(如γ-戊内酯GVL)、极性非质子溶剂(Cyrene™)、有机盐(离子液体ILs)等绿色溶剂因其可生物降解性和低毒性,逐步替代传统有毒溶剂(NMP、DMF)。这些溶剂通过降低环境负荷,成为膜制备领域的研究热点。溶剂-聚合物相互作用机制汉森溶解度参数(HSP)被广泛应用于评估溶剂与聚砜、聚醚砜等聚合物的相容性。例如,Rhodiasolv® PolarClean因其极性特性与多种聚合物形成稳定均相溶液,而植物衍生油则需优化加工温度以实现高效成膜。膜性能与环境应用采用绿色溶剂制备的膜在CO2/N2120),而基于DESs的膜对重金属离子吸附容量提升40%。水净化应用中
来源:Green Chemistry
时间:2025-09-15
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空间位阻工程调控PdII-配体配位路径:从功能可寻址中间体到超分子结构的层级控制
通过精妙的空间位阻工程设计,研究人员实现了对钯(II)-配体(PdII-ligand)配位路径的层级控制。该研究首次揭示了从功能可寻址的环状中间体(Pd2L2)到碗状结构(Pd2L3)最终形成超分子架构(Pd2L4)的完整组装路径。这种精准控制使得研究者能够主动引导亚稳态物种向特定功能态转化,为超分子自组装领域提供了可编程的操纵策略。该发现不仅深化了对配位驱动组装机制的理解,更为设计新型功能材料(如智能载药系统、分子传感器等)开辟了新的工程化途径。
来源:Dalton Transactions
时间:2025-09-15
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基于ZnOAc/ZnOtBu组分双金属氰化物催化剂的设计及其高效催化环氧丙烷/CO2共聚研究
双金属氰化物(DMC)催化剂作为工业上环氧丙烷(PO)开环聚合(ROP)的常用体系,因其制备简便和高催化活性,近年来被拓展用于PO/CO2共聚反应,但其CO2嵌入能力仍存在明显局限。本研究报道了一类具有明确组成的DMC催化剂变体,特异性引入ZnOAc和ZnOtBu组分。该催化剂采用不同于传统DMC的合成路径:通过K3Co(CN)6与2当量Zn(OAc)2反应,再经HCl和LiOAc顺序处理制得。其中,富含ZnOAc而ZnOtBu含量最低的变体(化学式为[ZnOAc]1.28[ZnOtBu]0.10[ZnCl]0.02[Zn]0.80[Co(CN)6][H2O]4)表现出卓越的催化性能,生产率达
来源:Dalton Transactions
时间:2025-09-15
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异配位笼多维微环境工程实现可编程仿生识别的定量设计
为突破人工受体结合基团身份、数量与空间分布难以协同调控的瓶颈,研究者开发了互补双笼体系(Pd2A3B/Pd2A2B2),通过对异配位金属有机笼(heteroleptic metal-organic cages)进行位点选择性endo-功能化,实现了三维编程控制:连续数量变异(1-4个官能团)、可调异源基团比例(1:3/2:2/3:1)以及位点特异性突变。该平台仅用5种功能基团便成功构建53种具有独特微环境且实现原子级空腔编辑的纳米笼。概念验证性滴定实验显示,经优化的功能化异质笼对阴离子客体的结合能力较传统同配Pd2L4受体显著提升131%,由此确立了仿生受体工程的定量设计原则。
来源:Dalton Transactions
时间:2025-09-15
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基于锗光栅/钛酸锶/二氧化钒混合超结构的金属基底可调谐中红外广角吸收体研究
研究人员设计了一种在金属基底上构建的锗(Ge)光栅/钛酸锶(SrTiO3)/二氧化钒(VO2)混合超结构,该结构能够实现动态可调且对入射角度不敏感的中红外(mid-IR)宽带高效吸收。通过严格耦合波分析(RCWA)模拟发现,在横磁(TM)偏振光照射下,即使入射角度高达80°,该结构仍保持优越的吸收性能。其吸收机制源于多种共振模式的协同作用:包括Ge光栅中的导模共振(GMR)、SrTiO3薄层中激发的声子极化激元(PhP),以及绝缘态VO2所支持的空腔模式。研究团队通过调节光栅周期(p = 6–10 μm)、填充因子(f = 0.4–0.7)以及各功能层厚度,系统探索了结构参数对吸收性能的影响。
来源:Dalton Transactions
时间:2025-09-15