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机械应力揭示硬碳材料钠化与脱钠过程的不对称性及其储能机制
引言钠离子电池(SIBs)作为锂离子电池(LIBs)的环保替代方案,其核心挑战在于开发高效负极材料。硬碳(HC)因其低成本、高容量(200–400 mAh g−1)和结构无序性成为研究焦点。然而,首次循环的不可逆钠损失和存储机制的不明确性制约其应用。本文通过原位基底曲率测量,首次揭示了硬碳在钠化(sodiation)与脱钠(desodiation)过程中的体积变化不对称性。实验方法研究采用喷涂法制备硬碳复合电极(93 wt% HC,1.4 wt%导电碳),负载于钨/铜涂层的硼硅酸盐玻璃基板上。通过三电极体系(钠金属为对/参比电极)和1 M NaPF6/EC:PC电解液,结合激光反射技术实时监测
来源:ChemSusChem
时间:2025-08-23
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铜-三氮杂环卡宾催化二氧化碳实现胺类化合物的N-甲基化与N-甲酰化反应
这项突破性研究展示了铜-三氮杂环卡宾(Cu(triNHC))催化剂在二氧化碳(CO2)转化领域的卓越性能。与传统铜催化剂不同,其独特的三齿配体结构(triNHC=tri-N-Heterocyclic Carbene)能精准调控反应路径,直接将CO2还原为甲基源,实现胺类化合物的一步N-甲基化,跳过了传统需要先N-甲酰化再还原的繁琐步骤。机理研究表明,这种"三爪式"配位结构显著提升了催化效率,使N-甲基化反应速率远超普通单齿N-杂环卡宾铜催化剂。该技术不仅为温室气体CO2的资源化利用开辟了新途径,更为绿色药物合成和精细化学品生产提供了原子经济性更高的解决方案。反应过程中CO2分子被巧妙转化为有价
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-23
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半乳甘露聚糖稳定金纳米颗粒:一种面向生物医学与环境应用的可持续纳米平台
独行菜(Lepidium sativum)种子黏液中的半乳甘露聚糖展现出双重功能——既能还原氯金酸,又能稳定生成的金纳米颗粒(Au NPs)。当1.0%的凝胶与20 mM氯金酸混合后,溶液在2小时内由棕变紫,紫外可见光谱在545 nm处的表面等离子体共振峰与傅里叶变换红外光谱(FTIR)486 cm−1特征峰共同验证了纳米颗粒的形成。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)显示其具有晶体结构,平均粒径62.26±4.30 nm,能量色散X射线光谱(EDX)检测到金(28.07%)、碳(24.99%)和氧(22.73%)为主要成分。这些金纳米颗粒展现出广谱抗菌性能,对金黄色葡萄球菌(S. aur
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-23
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钙掺杂铋基双相电解质(Bi1.8Gd0.1Er0.1-xCaxO3-δ)的制备及其离子传输协同增强机制研究
这项突破性研究揭示了钙元素掺杂在铋基氧化物中的神奇效应——当钙离子(Ca2+)邂逅铋氧化物时,竟自发形成δ相氧化铋(δ-Bi2O3)与钙铋氧化物(CaBi6O10)的"梦幻组合"。显微结构分析显示,随着钙含量增加,材料内部就像精心调配的鸡尾酒,两种晶相形成致密而均匀的混合体系。2"的协同效应:δ相如同氧空位的"储备仓库",而钙铋氧化物相则构建起离子传输的"高速公路"。当钙掺杂量达到黄金比例(Bi1.8Gd0.1Er0.05Ca0.05O3-δ)时,材料在800℃高温下实现0.293 S·cm−1的超高离子电导率,相当于给固体氧化物燃料电池(SOFC)装上了"涡轮增压器"。实际测试中,采用该电解
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-23
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测量周边视觉中的亮度对比敏感度函数
这项研究旨在深入探讨人类视觉系统在不同视觉场外围方向上的对比敏感度函数(CSF)变化情况。通过使用Gabor刺激物,研究人员测量了四名被试者在左眼视觉场的鼻侧、上侧、颞侧和下侧方向上的对比敏感度,覆盖了更广的视场偏心度范围,这一范围在以往研究中尚未广泛涉及。研究发现,对比敏感度随偏心度增加呈现出一种特殊的模式:在近偏心区域,对比敏感度略有下降,而在远偏心区域和低空间频率下则迅速下降。这种变化趋势与之前基于狭窄偏心度范围数据提出的10种CSF模型不一致,这些模型在远偏心区域的对比敏感度预测值高于实际测量数据。这一发现表明,以往基于单一偏心度项的CSF模型在拟合远偏心区域数据时存在局限性。人类的视
来源:Color Research & Application
时间:2025-08-23
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配体介导的Cu(I)浓度提升促进CO2电催化转化乙烯机制研究
这项突破性研究揭示了配体工程调控铜分子催化剂电子结构的精妙机制。通过向菲啰啉配体引入甲基(设计为Cu-29Pe催化剂),显著增强了配体对中心铜原子的电子供给能力,使Cu(I)活性位点浓度提升。这种电子结构调控在CO2电还原过程中展现出双重优势:一方面稳定了关键的OCCO中间体,另一方面降低了2CO转化为*OCCO的能垒(通过原位红外光谱证实)。密度泛函理论(DFT)计算进一步阐明,Cu(I)位点的增加优化了反应路径动力学,使C2H4生成选择性显著提高。该工作不仅建立了铜价态-催化选择性(structure-activity relationship)的定量关系,更为开发靶向特定产物的分子催化剂
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-23
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探索碳酸丙烯酯作为绿色溶剂在可持续锂离子电池正极制造中的应用
1 引言全球能源转型推动了对可持续锂离子电池(LIB)制造工艺的需求。目前正极制造中广泛使用的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)因被欧盟REACH法规列为生殖毒素而亟待替代。尽管水溶性粘结剂(如羧甲基纤维素)曾被探索,但其高表面张力导致电极润湿不均,且易引发镍基正极(如NMC811)的锂溶出和铝集流体腐蚀。近年来,三乙基磷酸酯(TEP)、二甲基亚砜(DMSO)等绿色溶剂因溶解性不足或热稳定性差未能突破性能瓶颈。碳酸丙烯酯(PC)凭借低毒性、高沸点(242°C)和完全生物降解性脱颖而出。其独特的溶解特性需在80°C以上才能完全溶解PVDF,但此前研究未系统评估其工业适用性。本研究首次在正极浆料制备
来源:ChemSusChem
时间:2025-08-23
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缺陷工程构建S型CoIn2S4/SnO2-x异质结复合材料高效光催化降解有机污染物的研究
这项研究展示了一项突破性光催化技术:通过精巧的缺陷工程和异质结构建,将硫化铟钴(CoIn2S4)与缺氧二氧化锡(SnO2-x)结合,创造出形似海胆的纳米复合材料。科研团队采用水热合成结合油浴法的独特工艺,使CoIn2S4像海葵触手般包裹在SnO2-x球体表面。X射线光电子能谱(XPS)和光电化学测试揭示,这对"纳米搭档"形成了高效的S型异质结(S-scheme heterojunction),就像搭建了电子传输的高速公路。在降解罗丹明B(RhB)的实验中,复合材料的降解率飙升至97.8%,远超单一组分性能。自由基捕获实验证明,超氧自由基(·O2-)和空穴(h+)是降解过程的"主力军"。更令人振
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-23
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多模式光开关:协同光控与质子化调控的降冰片二烯-四环烷体系太阳能热储能研究
引言人工分子系统在可持续能源技术中展现出巨大潜力,其中分子光开关因其可逆异构化特性成为太阳能转换与存储的研究热点。降冰片二烯(NBD)/四环烷(QC)体系作为分子太阳能热储能(MOST)技术的代表,具有器件集成度高、能量密度大等优势。然而传统NBD体系存在吸收光谱局限于紫外区、摩尔质量过大等问题。本研究通过精准设计氰基和吡啶受体基团修饰的NBD分子,开发出具有四态转换能力的多模式光开关系统。结果与讨论合成路线通过Sonogashira偶联和Diels-Alder反应,成功制备了间位(NBD 1)和邻位(NBD 2)吡啶取代的NBD衍生物。氰基的强吸电子效应显著增强了双烯亲和性,使目标产物以中等
来源:ChemSusChem
时间:2025-08-23
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晶态-非晶态耦合的钴镍层状双氢氧化物(CoNi-LDH)构建及其高效水氧化性能研究
这项突破性研究通过简易的超声处理法,成功制备出具有独特晶态-非晶态异质结构的钴镍层状双氢氧化物(CoNi-LDH)纳米片催化剂。该材料巧妙解决了传统电化学高级氧化工艺(EAOP)的两大痛点:阳极不必要的氧气析出(OER)能耗,以及卤素环境下可能产生的有害卤代副产物。令人振奋的是,这种部分非晶化的多孔结构展现出惊人的催化性能——仅需260 mV过电位就能驱动10 mA cm−2的电流密度,就像给水分子装上了高效的"分子剪刀"。更难得的是,在强碱性环境中仍能保持"金刚不坏"般的稳定性,性能远超单金属氢氧化物催化剂。研究团队通过构建这种"刚柔并济"的异质结结构,为开发新一代OER催化剂提供了全新思路
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-08-23
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基于稠合二噻吩杂环衍生物的高效空穴传输材料LK-1/LK-2提升钙钛矿太阳能电池性能研究
这项突破性研究聚焦钙钛矿太阳能电池(PSCs)的核心组件——空穴传输材料(HTMs),通过分子工程设计出两种具有刚性平面结构的稠合二噻吩杂环衍生物:二噻吩并[3,2-f:2′,3′-h]喹喔啉(DTQu)和二噻吩并[3,2-a:2′,3′-c]吩嗪(DTPh)。这两种采用给体-受体-给体(D-A-D)结构的有机小分子HTMs展现出卓越的π-π堆叠特性,显著提升空穴迁移率和热稳定性。研究团队通过系统表征发现,基于DTPh构建的LK-2材料因其更光滑的薄膜形貌和抑制的电荷复合,将电池能量转换效率(PCE)推升至19.40%,较LK-1的18.16%有明显提升。这两种材料与钙钛矿活性层形成理想的能级
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-08-23
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磷膦酸金属有机框架中多吸附位点协同作用实现高效C2H2/CO2分离
在石化工业中,乙炔(C2H2)与二氧化碳(CO2)的分子尺寸和挥发性高度相似,使得传统分离方法面临巨大挑战。这项研究聚焦于磷膦酸金属有机框架(metal-organic framework, MOF) Ni-STA-12,其活化后的骨架中分布着丰富的吸附位点——包括多种氧原子和开放金属位点(open metal sites),这些位点像"分子捕手"般精准捕获C2H2分子。实验数据显示,该材料对C2H2的结合能力显著优于CO2,动态穿透实验中展现的分离潜能(Δq)令人瞩目。理论计算进一步揭示,MOF骨架中未配位氧原子与镍金属位点形成"协同吸附网络",如同分子尺度的筛网,其中氧原子在C2H2吸附过
来源:ChemPlusChem
时间:2025-08-23
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氟原子修饰多硝基四唑化合物:突破含能材料(EMs)能量与安全性的极限
在含能材料(EMs)研究领域,氟二硝基甲基因其卓越的热稳定性备受关注。科研团队创新性地将该基团与四唑骨架结合,开发出2-(二硝基甲基)-5-(氟二硝基甲基)-2H-四唑系列化合物。通过优化合成路线,获得的晶体结构展现出1.96 g/cm3的高密度和+218 kJ/mol的正生成焓。爆轰测试显示其爆速达8980 m/s,远超传统三硝基甲基类似物。尤为重要的是,氟原子的引入使分解温度提升至182°C,在保持优异能量特性的同时显著提高了热稳定性。该研究为设计"高能-安全"型含能材料提供了新思路,其分子工程策略对推进国防与民用爆破技术发展具有重要价值。
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-08-23
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基于非离子型ACMO共聚策略的耐盐性超吸水性树脂:合成机理与性能突破
这项突破性研究通过创新性地采用非离子单体丙烯酰吗啉(ACMO)与离子单体3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠(AHPS)共聚策略,在过硫酸钾(KPS)引发和N-N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)交联作用下,成功制备出具有革命性耐盐性能的超吸水性树脂(SAP)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)确证了目标产物的化学结构,热重分析(TGA)显示该树脂在300°C高温下仍保持优异热稳定性。扫描电镜(SEM)观察到其表面呈现独特的波浪状多孔结构,显著增加比表面积,犹如精心设计的"分子海绵"促进水分渗透。研究团队通过九组正交实验精准优化合成参数:单体摩尔比1.95:1、反应温度70°C、引发剂浓度3.0×10
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-23
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基于奥斯特醇的三唑衍生物合成表征及抗膀胱癌活性研究
科研团队巧妙改造天然产物奥斯特醇(Osthol)的 lactone 环结构,成功构建12个新型三唑衍生物(T1-T12)。通过核磁共振等技术完成结构确证后,采用MTT比色法评估其对膀胱癌细胞(T24)的杀伤效果。令人振奋的是,多数衍生物活性超越母体化合物,其中明星分子T2表现尤为突出——其IC50值达52.70 µM,机制研究揭示该化合物既能触发癌细胞凋亡(apoptosis)程序,又可将其阻滞于细胞周期G1期。这项研究为开发靶向膀胱癌的小分子药物提供了有价值的先导化合物(lead compound),相关分子结构修饰策略也为天然产物结构优化提供了新思路。
来源:ChemistrySelect
时间:2025-08-23
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综述:基于功能纳米材料的电化学和电阻式氢传感器研究进展
Abstract氢作为一种轻质无色无味的气体,在空气中浓度超过4%时具有爆炸风险,其物理检测极具挑战性。金属纳米颗粒(MNPs)和二维纳米材料(如金属氧化物、硫化物的半导体材料、石墨烯、MXene、金属-有机框架MOF及聚合物杂化纳米复合材料)因其高比表面积、丰富活性位点、多孔结构和长期稳定性,成为电化学和电阻式氢传感器的理想选择。尤其片层结构和平坦表面能加速气体吸附/解吸过程,显著提升传感器响应速度与恢复性能。Graphical Abstract碳基纳米材料、半导体金属氧化物和金属纳米颗粒构建的传感器展现出卓越性能:快速响应/恢复时间、高选择性、宽检测范围和低检测限。这些传感器在室温和高温环
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-08-23
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高效五配位有机锡(IV)催化剂在醛类Knoevenagel缩合反应中的突破性应用
这项研究开创性地设计出六种具有五配位结构的单核有机锡(IV)化合物,包括Ph2Sn(L1)和t-Bu2Sn(L2)等系列。这些化合物通过(E)-2,4-二氯-6-(((2-羟基-5-硝基苯基)亚氨基)甲基)苯酚(H2L1)等双齿配体稳定,经高分辨质谱(HR-MS)、119Sn核磁共振等多维表征确认结构。单晶X射线衍射分析揭示其独特的三角双锥几何构型,Gutmann-Beckett法证实其显著Lewis酸性。在催化性能测试中,这些"超价锡"化合物展现出惊人的Knoevenagel缩合催化活性,能高效促进芳香醛与丙二腈的碳碳键形成反应。机理研究表明,五配位锡中心通过协同活化底物,在室温条件下即可获
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-08-23
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芳香壁延伸的甘脲二聚体分子夹增强平面芳香染料的结合能力
1 引言甘脲衍生物在超分子化学中占据重要地位,从经典的葫芦脲(CB[n])到非环状受体,其结构演变持续推动分子识别研究。本文聚焦于具有平行芳香壁的甘脲二聚体分子夹(如H1和H2),其独特的U型空腔对平面芳香阳离子展现出显著选择性,与CB[n]偏好烷基铵离子的特性形成鲜明对比。2 结果与讨论2.1 蒽壁分子夹H2的设计与合成通过双亲电芳香取代反应,将蒽壁单元(W1)与甘脲二聚体(G2)结合,以7.4%产率获得水溶性良好的H2。核磁共振(1H NMR)显示其C2v对称结构,而质谱确认了[ H2-4Na+2H ]2-等多电荷态。2.2 自聚集行为H2在D22 mM时发生自聚集,但低浓度(<500 μ
来源:Chemistry – A European Journal
时间:2025-08-23
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基于四硫富瓦烯单元的电活性折叠体:从高稳定性单螺旋结构到氧化还原触发的双螺旋形成
电活性折叠体的突破性研究引言过去二十年里,螺旋折叠体(helical foldamers)已成为一类具有变革性的新型寡聚物。这些分子通过非共价相互作用形成明确的空间结构,在催化、主客体化学、分子机器和手性相关领域展现出巨大应用潜力。其中,控制折叠体组装形成多重螺旋结构的能力尤为引人注目,这为调节其物理化学性质提供了独特途径。研究团队设计了一种新型长链寡吡啶二羧酰胺折叠体(oligopyridine dicarboxamide foldamer),其末端通过短酰胺连接臂接枝了四硫富瓦烯(tetrathiafulvalene, TTF)单元。这种设计对折叠体的超分子行为产生了显著影响,在中性状态下
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-08-23
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基于"一对多"激活策略的近红外荧光探针实现活体γ-谷氨酰转肽酶活性高对比度成像
γ-谷氨酰转肽酶(GGT)作为膜结合酶,在多种生理病理过程中扮演关键角色。传统荧光探针面临活体应用瓶颈——激活后的荧光团易从作用位点扩散,严重影响成像对比度。研究团队创新性提出"一对多"设计策略,开发出新型近红外(NIR)荧光探针。该探针经GGT单次激活后,可同时触发多重效应:显著降低水溶性、增强细胞膜穿透能力、实现靶点共价自固定,并伴随近红外荧光强度提升。这种协同作用机制使得探针能在活细胞中实时灵敏监测GGT活性,更突破性地在小鼠活体实验中实现肿瘤部位长时间信号滞留的高对比度成像,为酶活性动态可视化研究提供了新工具。
来源:Chemistry – An Asian Journal
时间:2025-08-23