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价态限制型金属-载体相互作用提升Rh/CeO2催化剂在CO2加氢中的催化活性
随着全球碳中和目标的推进,二氧化碳加氢转化技术成为能源化学领域的研究热点。然而,如何实现CO2高选择性转化至特定化学品仍是重大挑战。在众多催化体系中,Rh/CeO2催化剂展现出独特的性能,但其构效关系与作用机制尚不明确。传统观点认为金属-载体相互作用(MSI)主要通过几何效应和电子效应调控催化性能,但对特定价态稳定化的定量理解仍显不足。针对这一科学问题,华东理工大学詹望成、王智强团队与上海交通大学龚学庆合作,通过多尺度理论研究与精准实验验证,揭示了CeO2载体对Rh物种的价态限制型金属-载体相互作用(VR-MSI)新机制。研究发现小尺寸Rh团簇被CeO2载体氧化并恒定维持+2价态,这种效应随团
来源:Nature Communications
时间:2025-10-14
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对映选择性螺旋骨架扩环:从芴酮到具有增强圆二色性的菲酮
在有机化学的奇妙世界里,螺旋手性分子犹如微观尺度的螺旋楼梯,其独特的空间构型赋予了它们非凡的光物理性质。这类分子在圆偏振发光材料、手性传感器和不对称催化等领域展现出巨大应用潜力。然而,如何高效构建结构多样的光学纯螺旋分子,尤其是同时控制多个手性元素,一直是合成化学家面临的重大挑战。传统合成策略往往难以兼顾多个手性中心的高效构建,且通常一次反应只能获得单一骨架结构。更棘手的是,现有的螺旋分子合成方法常常面临反应条件苛刻、对映选择性不理想或底物适用范围有限等问题。例如,Tanaka课题组曾报道铑(I)催化的不对称双[2+2+2]环加成反应构建[9]螺旋芴酮骨架,但收率和对映选择性均属中等;而Oes
来源:Nature Communications
时间:2025-10-14
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基于拉曼光谱与机器学习揭示糖尿病大鼠血清大分子失衡的代谢组学研究
随着全球糖尿病患病率的急剧攀升,2型糖尿病(T2DM)已成为重大公共卫生挑战。据预测,到2030年全球糖尿病患者将突破7亿人。这种代谢紊乱疾病以胰岛素抵抗和β细胞功能障碍为特征,导致持续性高血糖状态。然而早期T2DM缺乏明显临床症状,常规血糖检测难以全面反映器官层面的代谢变化,致使患者往往在出现视网膜病变、肾病等严重并发症时才被确诊。这种诊断滞后性促使科研人员寻求能够早期捕捉代谢失衡的新型检测技术。在此背景下,拉曼光谱技术展现出独特优势。该技术通过分析分子振动产生的特征光谱,能够无标记地检测生物样本的化学组成变化。当单色激光照射样品时,光子与分子发生非弹性碰撞产生的能量偏移,形成包含分子结构信
来源:ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
时间:2025-10-14
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城郊间歇性河流是N2O排放的重要来源:水文相变驱动下的微生物机制与全球温室气体收支启示
研究亮点不同水文相下IRES的生物物理化学特性沉积物变量中,干涸河床表现出最低的湿度含量(平均值±标准差 = 22.9±21.8%;范围:0.110至71.9%)、最细的中值粒径(57.7±90.1 μm)以及五种水文相中最低的沙粒比例。干涸河床(7.91±7.88%)和孤立水池(6.60±2.33%)的有机质(OM)含量均高于静止开放水域(Dunn事后检验,p = 0.013 和 p = 0.033)。干涸河床的溶解有机碳(DOC)含量(30.8±35.1 mg·kg-1)低于孤立水池(135±104 mg·kg-1;p < 0.001)和静止开放水域(168±168 mg·kg-1;p <
来源:Water Research
时间:2025-10-14
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碳掺杂石墨相氮化碳通过电子自旋极化高效活化过一硫酸盐降解新兴污染物
Highlight化学试剂本研究中使用试剂的详细信息见Text S1。石墨相碳掺杂氮化碳(C-C3N4)的合成g-C3N4和C-C3N4采用简易煅烧法在惰性气氛下合成,以尿素(CO(NH2)2)为前驱体。具体步骤为:将10.0克CO(NH2)2与4.0克H2C2O4‧2H2O混合,球磨10分钟。将混合物转移至管式炉中,在氩气气氛下以10 °C min-1的升温速率升至500 °C并煅烧4小时。获得的棕色固体用去离子水和乙醇洗涤数次,然后在80 °C下干燥过夜,得到最终产物C-C3N4。作为对比,未添加草酸的g-C3N4也通过相同步骤合成。C-C3N4的形貌与化学组成合成催化剂的实物照片如图1a
来源:Water Research
时间:2025-10-14
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高原湖泊碳氮耦合的双同位素示踪:气候变暖与人类活动的生态印记
在全球气候变暖和人类活动加剧的双重压力下,高原湖泊生态系统正面临前所未有的挑战。作为地球上最重要的淡水生态系统之一,湖泊不仅是碳氮等生源要素的关键储库、转化枢纽和传输通道,更在调节区域气候中发挥着不可替代的作用。然而,当前全球湖泊正经历系统性转变——持续水温上升、时空降水失衡、热结构重组和分层期延长等气候驱动因素,与富营养化、污染物累积、水生植被退化和湖面收缩等人为生态危机相互叠加,从根本上重构着碳氮生物地球化学循环过程。面对这些复杂变化,如何精准识别碳氮循环的调控机制成为生态学研究的焦点。稳定同位素分析作为强大的生物地球化学过程示踪工具,碳同位素(δ13C)为初级生产和有机质来源提供见解,而
来源:Water Research
时间:2025-10-14
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硫化纳米零价铁中硫化铁相在厌氧水下固存亚砷酸盐的作用机制解析
研究亮点S-nZVIpost通过突破性特性提供了一种变革性方法,克服了传统技术的关键限制。硫掺杂通过促进电子转移和推动As(III)氧化成毒性更低、溶解度更低的As(V),将S-nZVIpost的As(III)去除率提高了八倍,在10分钟内达到反应平衡(所需时间仅为nZVI的一半)。与nZVI通过吸附和还原为As(0)来去除As(III)不同,S-nZVIpost采用了不同的机制:硫化铁相中的硫缺陷位点将吸附的水分子激活成表面结合的羟基自由基(•OHad),从而在厌氧条件下促进As(III)的部分氧化。金属铁核为As(III)/As(V)渗透到S-nZVIpost的内核区域提供了驱动力,而硫化
来源:Water Research
时间:2025-10-14
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层间限域合成钴原子簇催化剂增强过一硫酸盐活化降解污染物的同步尺寸与电子结构调控研究
Highlight化学品与材料硝酸钴六水合物(Co(NO3)2·6H2O)和异丙醇购自天津大茂化学试剂公司。过一硫酸盐(PMS, KHSO5)、磺胺甲恶唑(SMX)、对氯苯甲酸(p-CBA)、阿特拉津(ATZ)、叔丁醇(TBA)、甲醇、糠醇(FFA)和甲基苯基亚砜(PMSO)均购自上海阿拉丁生化科技有限公司。5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)和2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酮(TEMP)购自Sigma-Aldrich公司。聚偏氟乙烯(PVDF)膜(0.22 μm)购自默克密理博公司。所有化学品均为分析纯,无需进一步纯化即可使用。实验用水均为超纯水(18.2 MΩ·cm)。Co
来源:Water Research
时间:2025-10-14
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基于近红外光谱快速预测Vc-ZnCu-MOFs双酶活性及其黄嘌呤氧化酶抑制作用的体外研究
HighlightMaterials乙酸锌((CH3COO)2Zn, 98%)、乙酸铜((CH3COO)2Cu, 98%)、无水乙醇、L-抗坏血酸(H2A, 98%)、3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB, 99%)、过氧化氢(H2O2, AR)等试剂购自阿拉丁生化科技(上海)公司。黄嘌呤氧化酶(XO)来源于牛奶(具体品牌信息略)。X-ray Biffraction Analysis采用X射线衍射(XRD)无损分析技术研究了Vc-ZnCu0.4-MOFs的晶体结构。图1B显示其衍射峰与文献报道的金属衍射模式高度吻合:在2θ=43.3°、50.5°和74.1°处观察到明显峰位,分别对应金属铜
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新型混合四极杆-离子阱操作模式在微型质谱仪中的应用与性能提升研究
Highlights• 开发了新型混合四极杆-离子阱(hQ-IT)操作模式,实现离子注入、冷却与质量分析的同步进行。• 单周期并行化设计突破传统离子阱操作模式的效率瓶颈。• 在保持质量分辨率的同时显著提升信号强度。• 检测限(LOD)较常规模式改善10倍。• 为微型质谱系统提供高灵敏度与高通量分析的新路径。Results and discussion在传统离子阱操作中,降低射频(RF)扫描速度虽可提升质量分辨率,却会牺牲峰强度——这是分辨率与信号强度之间的固有矛盾。单纯延长离子注入时间无法解决此问题,因为过量离子引发的空间电荷效应会破坏阱内电场,导致分辨率下降。在本研究的四极杆-线性离子阱(q
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基于拉伸态DNA三棱柱的电化学生物传感器实现microRNA的快速灵敏检测
Chemicals, reagents, and apparatus过硫酸铵(APS)、铁氰化钾三水合物(K4Fe(CN)6)、双丙烯酰胺(30%)、N,N,N′,N′-四甲基乙二胺(TEMED)、GelRed核酸染料、铁氰化钾(K3Fe(CN)6)、氯仿、磷酸氢二钾(KCl)、氯化钠(NaCl)以及无RNase水购自上海麦克林生化有限公司。三(2-羧乙基)膦盐酸盐(TCEP)、6-巯基乙醇(MCH)和0.1 M磷酸盐缓冲液(PBS:1.37 mM NaCl,2.7 mM KCl,10 mM Na2HPO4,2 mM KH2PO4,pH 7.4)购自Sigma-Aldrich(美国)。所有DN
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半干旱气候城市热舒适视角下的城市形态与气候多尺度互馈机制研究
Highlight本研究创新性地构建了一个跨尺度分析框架,系统解析了城市气候与户外热舒适(OTC)的多层级关联。该研究首次基于微气候相关的城市形态特征对典型街区类型进行分类,为气候适应性城市规划策略提供了实证依据。Urban form descriptors variations用于评估奥兰加巴德市(Chhatrapati Sambhajinagar)城市形态的描述符(表2)在中观尺度上进行了可视化展示(图2)。六幅地图涵盖了土地利用/土地覆盖(LULC)、破碎度、孔隙度及多种建筑指标,捕捉了2023年该城市形态的关键特征。LULC地图(图2.a)显示城市中部和东南部区域城市化程度最高,而西北
来源:Sustainable Cities and Society
时间:2025-10-14
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龙葵介导多功能氧化铜纳米颗粒的绿色合成:光催化、抗菌活性及植物毒性评估新进展
HighlightPhytochemical Screening植物化学成分筛选旨在鉴定水提取物中的多种植物成分(图2)。本研究中,龙葵(Solanum nigrum)水提取物含有甾类化合物、碳水化合物、蛋白质、黄酮类、皂苷和酚类。表1展示了龙葵植物叶片水提取物中植物化学成分的存在与缺失情况。该分析采用水溶性浸出物值法完成,该方法简单易行且高效。Conclusion本研究证明了利用龙葵作为还原和稳定剂生物合成氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)的可行性,并将其应用于Metanil Yellow染料的降解,最高脱色率达79.44%。光催化降解的可能机制强调了活性氧(ROS)的释放及其在染料分解中的作
来源:Sustainable Chemistry One World
时间:2025-10-14
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综述:温和条件下烯烃和二氧化碳合成环状碳酸酯的串联催化系统研究进展
2. 串联催化系统用于烯烃与CO2合成环状碳酸酯的一般机理见解近年来,烯烃与CO2转化串联催化系统的设计取得了显著进展。该过程通过一锅法策略将烯烃环氧化与CO2环加成集成,实现了廉价丰富原料的直接利用。尽管催化平台结构多样,包括MOFs、COFs、功能化多孔聚合物和无金属材料,但统一的机理认识已逐渐形成:催化性能的核心在于关键功能基团的整合,即用于烯烃活化的氧化还原活性中心、用于环氧化物极化的Lewis酸位点,以及用于开环和CO2插入的亲核基团。2.1. 金属基串联催化生成环状碳酸酯的一般机制在金属基串联催化系统中,烯烃与CO2直接形成环状碳酸酯通常通过耦合原位烯烃环氧化与后续CO2环加成的级
来源:Sustainable Chemistry for Climate Action
时间:2025-10-14
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无溶剂合成CeO2-ZnO纳米复合材料实现自然光驱动β-萘酚高效降解与抗菌应用
随着现代工业的快速发展和人口扩张,清洁饮用水资源短缺、水传播疾病蔓延以及能源供应不足等问题日益严峻。工业废水中广泛存在的酚类化合物,特别是多环芳烃(PAHs)衍生物β-萘酚,因其具有致癌性和致突变性,被欧盟和美国环境保护署(EPA)列为优先控制污染物。这种广泛用于染料和制药工业的有毒物质,在自然环境中难以生物降解,对生态系统和人类健康构成长期威胁。传统的水处理技术如挥发、吸附、生物降解和电化学降解等方法虽然有效,但存在操作成本高、矿化不完全、产生二次污染等局限性。相比之下,光催化技术以其反应条件温和、环境友好、能源效率高等优势,成为处理持久性有机污染物的理想选择。然而,常规光催化剂如氧化锌(Z
来源:Sustainable Chemistry for Climate Action
时间:2025-10-14
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横向地震作用下高速铁路轨道几何形变机理与地震诱发轨道不平顺研究
HighlightNumerical simulation modelingIII型模块化板式无砟轨道系统(III-type modular slab ballastless track)的力传递界面由钢轨和弹性扣件系统构成,过渡结构包含轨道板、自密实混凝土填充层和土工布隔离层,下部基础为钢筋混凝土底座板。底座板通过预埋套筒灌浆钢筋与梁面锚固,形成双向预应力连接体系。Deterioration mechanism of track irregularity under lateral earthquakes数值模拟模型设5跨,桥墩高度分别为14米和10米。选用El Centro Array(地
来源:Soil Advances
时间:2025-10-14
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采用柔性接头(Flexible Joints)减轻跨断层弯管式输水管道的损伤:数值模拟与抗震设计优化
The Duzbag water transmission pipeline在2023年土耳其地震期间,大量管道系统报告出现屈曲(buckling)、管壁皱褶(wall wrinkling)和管径缩小等失效形式。其中,Duzbag输水管道受损尤为严重:其弯头及管壁发生断裂,并在远离主断层交叉点的位置出现未检测到的隐性损伤(hidden damage)。4.0–5.0米的地表破裂引起显著压缩荷载,导致管道截面形状发生严重畸变(Fig. 3)。Numerical soil-pipe interaction model本研究采用非线性三维土-结构相互作用模型,以评估Duzbag钢制输水管在断层作用下
来源:Soil Advances
时间:2025-10-14
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考虑p-q应力耦合的各向异性黄土滞回行为与动态模量:修正Hardin-Drnevich模型及其在复杂应力路径下的应用
HighlightPhysical properties of loess and preparation of anisotropic specimens试验样品采自中国陕西省西安市(采样位置及流程见图1),地表下4–6米处。根据地质调查报告,样品属于晚更新世(Q3)黄土,采样点地下水位位于地表下19.7米。依据《土工试验方法标准》(GB/T 50123-2019)测定黄土基本物理性质(表1)。为制备各向异性试样,采用定向压实法控制颗粒取向以模拟天然沉积结构。Analysis of experimental results以往双向动三轴试验研究多聚焦于弹性模量与应力路径的相关性,难以全面表征
来源:Soil Advances
时间:2025-10-14
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近断层地震动空间分布特性下高速铁路简支桥损伤机理与功能安全研究
Highlight近断层地震动展现出区别于远场地震动的鲜明特征,主要源于断层破裂过程和与震源相关的近场效应。研究表明其典型特征包括:(1)前向方向性效应:当破裂传播方向与场地位置大致对齐时,断层法线方向常产生强烈速度脉冲;(2)滑冲效应:在破裂方向垂直于断层的区域,地面可能出现永久性位移;(3)显著的竖向运动:尤其在逆冲断层事件中;(4)强空间变异性:不同空间位置的波场强度和频谱特性存在巨大差异。Project overview研究区域内的两座桥梁,记为B1和B2,分别为柳皇沟大桥和干柴滩大桥。柳皇沟大桥位于兰新高铁线上的祁连山隧道与大梁隧道之间,采用八跨简支梁配置。干柴滩大桥坐落于大梁隧道南
来源:Soil Advances
时间:2025-10-14
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刚性基岩V形谷地高速铁路桥梁系统地震响应分析与轨道-结构相互作用机理研究
Section snippetsAnalysis methods for seismic response of valley sites在近场场地地震动力分析中,当土体被视为半无限域介质时,传统力学方法无法完全模拟地震动从震源到近场场地的传播过程(图1)。因此,本研究采用粘弹性边界(viscoelastic boundary)将半无限土体介质中的近场域截断进行动力分析。相应的理论公式和步骤如下文详述。V-shaped valley site model本研究采用数值模拟方法研究下伏刚性基岩的对称V形谷地地震响应。在ABAQUS中建立了300 m × 80 m的二维有限元模型(2D FEM),
来源:Soil Advances
时间:2025-10-14