钠离子电池因具有成本低、安全性高等优势, 被认为是一种非常适合应用于大规模储能领域的电化学储能技术. 合适的负极材料是促进钠离子电池实现商业化的关键之一. 硬碳材料由于具有丰富的碳源、低成本、无毒环保, 且储钠电位低而被认为是最可能被实用化的钠离子电池负极材料. 然而硬碳负极的实际应用中也面临着首周库伦效率低、长循环稳定性不足以及倍率性能较差等问题, 近年来众多研究者致力于硬碳负极的性能优化研究, 本Review从结构调控、形貌设计、界面构造、电解液优化四方面总结了近年来钠离子电池硬碳负极的性能优化策略研究进展, 分析了每种优化策略的优点和不足, 并进一步讨论了钠离子电池硬碳负极实用化进程中面临的瓶颈问题和挑战.

《化学学报》 第七十九卷
2021年文章目录

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有机化学

不对称催化

铜催化不对称去对称化分子内烯基C—N偶联反应
邓卓基, 欧阳溢凡, 敖运林, 蔡倩*, 化学学报, 2021, 79(5), 649-652

手性1,2-二氢吡啶化合物的合成研究进展
穆博帅, 张志豪, 武文彪*, 余金生, 周剑*, 化学学报, 2021, 79(6), 685-693

铱催化中氮茚衍生物的Friedel-Crafts类型不对称烯丙基取代反应
杨普苏, 刘晨旭, 张文文, 游书力*, 化学学报, 2021, 79(6), 742-746

铱催化串联不对称烯丙基取代/双键异构化构建轴手性化合物
赵庆如, 蒋茹, 游书力*, 化学学报, 2021, 79(9), 1107-1112

不对称构筑二芳基次甲基立体中心的研究进展
尚阳, 肖检*, 王雅雯, 彭羽*, 化学学报, 2021, 79(11), 1303-1319

丰产金属催化烯基金属试剂的不对称烯基化反应研究进展
吴良, 魏瀚林, 申杰峰*, 陈建中*, 张万斌, 化学学报, 2021, 79(11), 1331-1344

不对称Petasis反应在手性胺类化合物合成中的应用
李翼, 徐明华*, 化学学报, 2021, 79(11), 1345-1359

金属有机

铱杂碳龙配合物的合成及反应性
李金华, 卓庆德, 卓凯玥, 陈大发*, 夏海平*, 化学学报, 2021, 79(1), 71-80

钯催化吡咯环内共轭双键的Heck反应
周波, 梁仁校, 曹中艳, 周平海, 贾义霞*, 化学学报, 2021, 79(2), 176-179

双功能配体修饰的Ir催化剂在“氢甲酰化-缩醛化”串联反应中的共催化作用
杨妲, 张龙力*, 刘欢*, 杨朝合, 化学学报, 2021, 79(5), 658-662

镍催化α,β-不饱和醛的选择性α,β-双芳基化反应
谢君瑶, 曾小明, 罗美明*, 化学学报, 2021, 79(9), 1118-1122

有机合成、元素有机

无取代酞荭的高效制备及其新衍生物的研究
李凌燕, 郑玮*, 李承辉*, 化学学报, 2021, 79(1), 81-86

光化学条件下(β-重氮-α,α-二氟乙基)膦酸酯与羧酸的酯化反应
刘江, 徐敬成, Romana Pajkert, 梅海波, Gerd-Volker Röschenthaler*, 韩建林*, 化学学报, 2021, 79(6), 747-750

无金属条件下的肉桂酸类和酰胺的脱羧氧化偶联反应构建碳-碳键
卢小彪, 肖茜, 万常峰*, 汪志勇, 刘晋彪, 化学学报, 2021, 79(6), 751-754

亚胺氯化物介导一锅法合成3-吸电子基团取代吲哚衍生物
占林俊, 胡玮, 王梅, 黄斌, 龙亚秋*, 化学学报, 2021, 79(7), 903-907

通过芳磺酸酯不同化学键的可选择性断裂构建不同的芳基醚
方永盛, 李文慧, 林建英, 李兴*, 化学学报, 2021, 79(7), 908-913

环戊并二噻吩衍生物的合成及其应用
胡鑫明, 钟春晓, 李晓艳, 贾雄, 魏颖*, 解令海*, 化学学报, 2021, 79(8), 953-966

吸电子基取代的N-芳基磺酰腙作为重氮化合物前体的研究进展
王也铭*, 王宏伟, 刘兆洪*, 化学学报, 2021, 79(9), 1085-1096

哌嗪季铵碱催化剂的合成及其在异氰酸酯聚合反应中的应用
许昕彤, 谭伟民*, 姬梦圆, 杨悦, 饶兴兴, 雒新亮, 张延华*, 陈虹宇, 化学学报, 2021, 79(9), 1113-1117

光氧化还原催化自由基偶联合成β-氟代-α-氨基酸衍生物
贾红绍, 乔保坤*, 江智勇*, 化学学报, 2021, 79(12), 1477-1480

功能有机、光电材料

具有同质多晶依赖性发射的非芳香性发光化合物
来悦颖, 赵子豪, 郑书源, 袁望章*, 化学学报, 2021, 79(1), 93-99

有机光伏研究进展
李腾飞, 占肖卫*, 化学学报, 2021, 79(3), 257-283

高结晶性小分子给体材料应用于全小分子有机太阳能电池中的研究进展
吕敏, 周瑞敏, 吕琨*, 魏志祥, 化学学报, 2021, 79(3), 284-302

小分子给体/高分子受体型有机太阳能电池研究进展
苗俊辉, 丁自成, 刘俊*, 王利祥, 化学学报, 2021, 79(5), 545-556

热活化延迟荧光蓝光小分子取代基效应的研究进展
周涛, 钱越, 王宏健, 冯全友*, 解令海*, 黄维, 化学学报, 2021, 79(5), 557-574

聚集态分子排列对光电性能的影响
王金凤, 李振*, 化学学报, 2021, 79(5), 575-587

苯并三氮唑类有机光伏材料研究进展
白阳, 薛灵伟*, 王海侨, 张志国*, 化学学报, 2021, 79(7), 820-852

螺芳基钙钛矿太阳能电池空穴传输材料研究进展
刘庆琳, 任保轶*, 孙亚光*, 解令海, 黄维, 化学学报, 2021, 79(10), 1181-1196

基于八氢联萘酚的大位阻手性发光材料构建及光电性质研究
梁志鹏, 唐瑞, 邱雨晨, 王阳*, 陆洪彬*, 吴正光*, 化学学报, 2021, 79(11), 1401-1408

苯并䓛盘状液晶: 合成、柱状相和光物理性质
朱雪敏, 白小燕, 王海峰, 胡平, 汪必琴, 赵可清*, 化学学报, 2021, 79(12), 1486-1493

高分子化学

合成与自组装

桥连对嵌段共聚物自组装的调控
李卫华*, 化学学报, 2021, 79(2), 133-138

离子液体二维结构制备及其特性研究进展
吕玉苗, 陈伟, 王艳磊, 霍锋, 董依慧, 魏莉*, 何宏艳*, 化学学报, 2021, 79(4), 443-458

α,ω-双烯烃的配位聚合: 催化剂对聚合物微观结构的调控
李勇, 王晓艳*, 唐勇, 化学学报, 2021, 79(11), 1320-1330

高分子物理

pH敏感型智能高分子单链力学性能研究 
于淼, 赵武, 张凯, 郭鑫*, 化学学报, 2021, 79(4), 500-505

多孔材料、COF材料

一种新型酰胺功能化的共价有机框架用于选择性染料吸附
方婧, 赵文娟, 张明浩, 方千荣*, 化学学报, 2021, 79(2), 186-191

烯烃连接的三嗪共轭多孔聚合物的合成及其可见光催化产氢性能
麻旺坪, 贺彦彦, 刘洪来*, 化学学报, 2021, 79(7), 914-919

功能高分子

基于壳聚糖物理网络的高强韧双网络水凝胶的构建、调控与应用
杨艳宇, 王星*, 吴德成*, 化学学报, 2021, 79(1), 1-9

亚表面引发原子转移自由基聚合构筑温度响应型纳米纤维油水分离膜
李乐乐, 向阳阳, 刘欢, 麻拴红, 李斌, 马正峰, 魏强兵, 于波*, 周峰*, 化学学报, 2021, 79(3), 353-360

仿生光子晶体纤维的研究进展
裴广晨, 王京霞*, 江雷, 化学学报, 2021, 79(4), 414-429

气凝胶维度结构设计与功能化应用的研究进展
王静, 王锦*, 化学学报, 2021, 79(4), 430-442

呼吸图法制备基于准聚轮烷的响应性薄膜
董锦辉, 李进杰, 王赫, 刘彬秀, 彭博, 陈健壮*, 林绍梁, 化学学报, 2021, 79(6), 803-808

PEDOT导电高分子在柔性能量转化与存储器件的研究进展
龚陈祥, 程书平, 孟祥川, 胡笑添*, 陈义旺*, 化学学报, 2021, 79(7), 853-868

大环分子衍生物在人工跨膜离子通道领域中的研究进展
闫腾飞, 刘盛达, 罗逸尘, 邹应萍*, 刘俊秋*, 化学学报, 2021, 79(8), 999-1007

倍增型窄带响应有机光电探测器的界面调控
王成, 张弛, 陈琪*, 陈立桅, 化学学报, 2021, 79(8), 1030-1036

柔性高储能TPU/P(VDF-HFP)全有机复合薄膜的制备及性能表征
冯启琨, 张冬丽, 刘畅, 张涌新, 党智敏*, 化学学报, 2021, 79(10), 1273-1280

生物、医用相关

光笼分子与材料研究进展
魏廷文, 江龙, 陈亚辉, 陈小强*, 化学学报, 2021, 79(1), 58-70

仿生控冰材料用于细胞及组织的冷冻保存
郑夏, 刘建亭, 刘樟, 王健君*, 化学学报, 2021, 79(6), 729-741

活性氧响应的新型阳离子共聚物构建及其基因递送性能研究
韩旭, 张留伟, 张强, 睢晞航, 钱明, 陈麒先*, 王静云*, 化学学报, 2021, 79(6), 794-802

双载药丝蛋白水凝胶的构筑及其释药性能研究
王苏杭, 孙灵娜, 曹涵, 钟一鸣, 邵正中*, 化学学报, 2021, 79(8), 1023-1029

物理化学

电化学、能源化学

常温常压电催化合成氨的研究进展
詹溯, 章福祥*, 化学学报, 2021, 79(2), 146-157

水系锌离子电池研究进展和挑战
张璐, 王文凤, 张洪明, 韩树民*, 王利民*, 化学学报, 2021, 79(2), 158-175

α-MnO₂纳米棒/多孔碳正极材料的制备及水系锌离子电池性能研究
李燕丽, 于丹丹, 林森, 孙东飞*, 雷自强, 化学学报, 2021, 79(2), 200-207

生物质液流催化燃料电池运行环境优化机制分析
江珊, 李欢*, 化学学报, 2021, 79(2), 208-215

铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池一价金属替位的研究进展
周家正, 徐啸, 段碧雯, 石将建, 罗艳红, 吴会觉, 李冬梅*, 孟庆波*, 化学学报, 2021, 79(3), 303-318

白光及紫外光辐照下甲氨碘化铅基钙钛矿太阳能电池降解机制差异
卢岳, 葛杨, 隋曼龄*, 化学学报, 2021, 79(3), 344-352

三相界面电催化二氧化碳还原研究进展
马一宁, 施润*, 张铁锐*, 化学学报, 2021, 79(4), 369-377

多孔聚合物在锂金属负极保护中的研究进展
庄容, 许潇洒, 曲昌镇, 徐顺奇, 于涛, 王洪强*, 徐飞*, 化学学报, 2021, 79(4), 378-387

水系钠离子电池的研究进展及实用化挑战
马慧, 张桓荣, 薛面起*, 化学学报, 2021, 79(4), 388-405

非亲核镁硫电池电解液的研究进展
李宛飞*, 李鑫, 范海燕, 肖建华, 刘倩倩, 程淼, 胡敬, 魏涛, 吴正颖, 凌云, 刘波, 张跃钢*, 化学学报, 2021, 79(5), 628-640

钠硒电池关键材料的研究进展
林碧霞, 黄颖珊, 陈帅, 邢震宇*, 化学学报, 2021, 79(5), 641-648

细菌纤维素基柔性锌离子电池正极的构筑及性能研究
张欣欣, 刘荣*, 王蕾*, 付宏刚, 化学学报, 2021, 79(5), 670-677

大孔高镍LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料的制备及其电化学性能研究
李童心, 李东林*, 张清波, 高建行, 孔祥泽, 樊小勇, 苟蕾, 化学学报, 2021, 79(5), 678-684

基于原位聚合凝胶电解质的碳纳米笼//三氧化钨纳米棒超级电容器
高润洲, 李国昌, 陈轶群, 曾誉, 赵杰, 吴强*, 杨立军, 王喜章, 胡征, 化学学报, 2021, 79(6), 755-762

固体氧化物燃料电池运行初期电化学性能演变机制
吕泽伟, 韩敏芳*, 孙再洪, 孙凯华, 化学学报, 2021, 79(6), 763-770

十二烷基硫酸钠辅助制备高电容性能多孔碳
焦建超, 朱玉鑫, 彭晓薇, 金世航, 张云强*, 李梅*, 化学学报, 2021, 79(6), 778-786

镍氮掺杂有序大孔/介孔碳负载银纳米颗粒用于高效电催化CO₂还原
穆春辉, 张艺馨, 寇伟, 徐联宾*, 化学学报, 2021, 79(7), 925-931

分级多孔N, P共掺杂rGO改性隔膜增强锂硫电池的循环稳定性
陈锋, 程晓琴, 赵振新, 王晓敏*, 化学学报, 2021, 79(7), 941-947

退役锂离子电池碳/硫协同选择性提锂技术
徐平, 张西华*, 马恩, 饶富, 刘春伟, 姚沛帆, 孙峙*, 王景伟, 化学学报, 2021, 79(8), 1073-1081

聚偏氟乙烯膜三维离子传输通道的构建及其在全钒液流电池中的性能研究
王斐然, 蒋峰景*, 化学学报, 2021, 79(9), 1123-1128

微波辅助合成具有优异电化学性能的rGO/CeO₂超级电容器电极材料
翟耀, 辛国祥*, 王佳琦, 张邦文, 宋金玲, 刘晓旭, 化学学报, 2021, 79(9), 1129-1137

固态锂电池电极过程的原位研究进展
田建鑫, 郭慧娟, 万静, 刘桂贤, 严会娟, 文锐*, 万立骏, 化学学报, 2021, 79(10), 1197-1213

钠离子电池钴酸钠正极材料研究进展
谢佶晟, 肖竹梅, 左文华, 杨勇*, 化学学报, 2021, 79(10), 1232-1243

基于PtIr/C阳极催化剂的直接氨燃料电池性能研究
陈日懿, 郑淞生*, 林志彬, 刘运权, 王兆林*, 化学学报, 2021, 79(10), 1286-1292

钠离子电池硬碳负极储钠机理及优化策略
董瑞琪, 吴锋, 白莹*, 吴川*, 化学学报, 2021, 79(12), 1461-1476

电化学SPR协同催化对氯苯硫酚界面反应的SERS研究
袁宏宇, 徐敏敏, 姚建林*, 化学学报, 2021, 79(12), 1481-1485

Cu₃Si负极脱/嵌锂过程的赝电容行为与二级相变的关联性
史傲迪, 陈思, 郑淞生*, 王兆林*, 化学学报, 2021, 79(12), 1511-1517

亚微米去顶角八面体LiNi_0.08Mn_1.92O₄正极材料制备及高温电化学性能
梁其梅, 郭昱娇, 郭俊明*, 向明武*, 刘晓芳, 白玮, 宁平, 化学学报, 2021, 79(12), 1526-1533

催化化学

钙钛矿型甲醇水蒸气重整制氢催化材料的研究
肖国鹏, 乔韦军, 张磊*, 庆绍军, 张财顺, 高志贤, 化学学报, 2021, 79(1), 100-107

双金属氢氧化物催化析氧反应的协同机制研究
王思, 马嘉苓, 陈利芳, 张欣*, 化学学报, 2021, 79(2), 216-222

CuO/CeO₂-ZrO₂/SiC整体催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢的研究
焦桐, 许雪莲, 张磊*, 翁幼云, 翁玉冰, 高志贤, 化学学报, 2021, 79(4), 513-519

分级结构碳纳米笼高效催化苄胺氧化偶联制N-苄烯丁胺
曾誉, 吕品, 蔡跃进, 高福杰, 卓欧, 吴强*, 杨立军, 王喜章*, 胡征, 化学学报, 2021, 79(4), 539-544

壳层厚度对骨架Fe@HZSM-5核壳催化剂费托合成催化性能的影响
孙冬, 孙博, 裴燕, 闫世润, 范康年, 乔明华*, 张晓昕, 宗保宁*, 化学学报, 2021, 79(6), 771-777

水合肼分解产氢催化剂研究进展
张安琪, 姚淇露, 卢章辉*, 化学学报, 2021, 79(7), 885-902

石墨烯衍生物作为无金属碳基催化剂在有机催化中的应用
黄杰, 奚江波*, 陈伟*, 柏正武, 化学学报, 2021, 79(11), 1360-1371

苯酚加氢制环己酮用高效Pd/MgAl-LDO@Al₂O₃催化剂的制备及性能研究
赵敏, 王雪, 刘雅楠, 贺宇飞*, 李殿卿, 化学学报, 2021, 79(12), 1518-1525

光催化

Pt_0.01Fe_0.05-g-C₃N₄催化剂高效光热催化二氧化碳还原
王瑞兆, 邹云杰, 洪晟, 徐铭楷, 凌岚*, 化学学报, 2021, 79(7), 932-940

B,N-SnO₂/TiO₂光催化剂的制备及其光催化性能研究
马智烨, 叶丽*, 吴雨桓, 赵彤*, 化学学报, 2021, 79(9), 1173-1179

2D/3D ZnIn₂S₄/TiO₂复合物的原位构筑及其提高的光催化性能
刘欢, 李京哲, 李平*, 张广智, 徐迅, 张豪, 邱灵芳, 齐晖, 多树旺*, 化学学报, 2021, 79(10), 1293-1301

理论与计算化学

单分子层受限冰-水共存界线毛细波与固-液相变动力学
梁尊, 张鑫, 吕松泰, 梁洪涛, 杨洋*, 化学学报, 2021, 79(1), 108-118

基于几何约束的蛋白质-配体准确结合自由能计算
付浩浩, 陈淏川, 张宏, 邵学广*, 蔡文生*, 化学学报, 2021, 79(4), 472-480

面向C4烯烃混合物吸附分离的真实金属-有机骨架材料高通量筛选
杨磊, 吴宇静, 吴选军*, 蔡卫权, 化学学报, 2021, 79(4), 520-529

石墨烯在甘油/尿素剥离液中的稳定行为的分子动力学模拟研究
刘长安, 洪士博, 李蓓*, 化学学报, 2021, 79(4), 530-538

基于GPU的Hartree-Fock与密度泛函算法及程序
王岩, 田英齐, 金钟*, 索兵兵*, 化学学报, 2021, 79(5), 653-657

Al₂O₃/PDMS复合材料热传导的分子动力学模拟
杜英喆, 张恒, 苑世领*, 化学学报, 2021, 79(6), 787-793

Cu催化偶联反应合成烷基芳基醚的DFT机理研究
满清敏, 付尊蕴, 刘甜甜, 郑明月*, 蒋华良*, 化学学报, 2021, 79(7), 948-952

LiMn₂O₄尖晶石氧化物的低指数表面结构优化及表面能的第一性原理研究
陆远, 王继芬*, 谢华清, 化学学报, 2021, 79(8), 1058-1064

一种量子化学组合方法及其应用于汞对硫酸气溶胶形成影响的研究
李程桥, 王一波*, 化学学报, 2021, 79(8), 1065-1072

理论探究水溶液条件对TMN_xC_y催化氮还原性能的增强机制
熊昆, 陈伽瑶, 杨娜*, 蒋尚坤, 李莉*, 魏子栋, 化学学报, 2021, 79(9), 1138-1145

Al掺杂的锂离子电池层状正极材料Li(Li_0.17Ni_0.17Al_0.04Fe_0.13Mn_0.49)O₂结构稳定性及氧离子氧化的理论研究
邱凯, 严铭霞, 赵守旺, 安胜利, 王玮, 贾桂霄*, 化学学报, 2021, 79(9), 1146-1153

定向Monte Carlo格点搜索算法用于氧化铝团簇(Al₂O₃)_n (n＝1～50)的结构搜索
孙稷, 易玖琦, 程龙玖*, 化学学报, 2021, 79(9), 1154-1163

理论研究“受阻路易斯酸碱对”催化的烯醇硅醚氢化反应机理
王英辉, 魏思敏*, 段金伟, 王康, 化学学报, 2021, 79(9), 1164-1172

双齿氮配体螯合五价碘试剂介导的苯酚氧化去芳构化机理的理论研究
张丹琪, 邵英博, 郑汉良, 周碧莹, 薛小松*, 化学学报, 2021, 79(11), 1394-1400

无机化学

多孔材料、MOF材料

金属有机框架(MOFs)材料在锂离子电池及锂金属电池电解液中的应用
常智, 乔羽, 杨慧军, 邓瀚, 朱星宇, 何平, 周豪慎*, 化学学报, 2021, 79(2), 139-145

双金属Ag-Ni-MOF-74的合成及低温CO催化还原NO性能研究
张雅祺, 楚奇, 石勇*, 高金索, 熊巍, 黄磊, 丁越, 化学学报, 2021, 79(3), 361-368

金属有机骨架及其复合材料基于筛分复合效应的C₂分离的研究进展
李旭飞, 闫保有, 黄维秋*, 浮历沛, 孙宪航, 吕爱华, 化学学报, 2021, 79(4), 459-471

共价有机框架的合成及其在肿瘤治疗中的应用研究进展
王涛, 赵璐, 王科伟, 白云峰*, 冯锋*, 化学学报, 2021, 79(5), 600-613

二维金属-有机骨架膜的制备及其在分离中的应用
吕露茜, 赵娅俐, 魏嫣莹*, 王海辉*, 化学学报, 2021, 79(7), 869-884

金属有机框架基复合材料的制备及其光热性能研究
郭彩霞, 马小杰*, 王博*, 化学学报, 2021, 79(8), 967-985

同手性金属有机框架(MOFs)维度的精准调控及荧光性质的研究
赵彦武*, 李星, 张富强, 张祥, 化学学报, 2021, 79(11), 1409-1414

Al-MOF基多级孔Al₂O₃固定化酶反应器的构筑及构效关系研究
高霞*, 潘会宾, 贺曾贤, 杨柯, 乔成芳, 刘永亮, 周春生, 化学学报, 2021, 79(12), 1502-1510

纳米材料

基于超分子晶体制备超细铂纳米颗粒用于催化加氢硝基苯
张晓萌, 李希雅, 熊晚枫, 李红芳*, 曹荣, 化学学报, 2021, 79(2), 180-185

纳米尺寸氧化钇团簇阴离子与正丁烷反应的研究
阮曼, 赵艳霞*, 何圣贵*, 化学学报, 2021, 79(4), 490-499

原子级结构精确Cu₁₃团簇的光致发光和电化学传感研究
秦浩男, 王朝阳, 臧双全*, 化学学报, 2021, 79(8), 1037-1041

二维材料

二维材料在光催化二氧化碳还原中的研究进展
陈钱, 匡勤*, 谢兆雄*, 化学学报, 2021, 79(1), 10-22

二维有机-无机杂化钙钛矿铁电材料的研究进展
徐豪杰, 韩世国, 孙志华*, 罗军华, 化学学报, 2021, 79(1), 23-35

光电材料

CsPbI₃钙钛矿量子点的精细纯化及其高效发光二极管的研究
李严, 李金航, 许蕾梦, 陈嘉伟, 宋继中*, 化学学报, 2021, 79(1), 126-132

钙钛矿组分和结构设计及其发光二极管器件性能研究进展
郭镇域, 周欢萍*, 化学学报, 2021, 79(3), 223-237

液相合成彩色氮化碳及其光电化学特性研究
何利蓉, 唐笑*, 张灵, 李艳虹, 相国涛, 周贤菊, 凌发令, 姚璐, 蒋浩, 化学学报, 2021, 79(4), 506-512

Ag₂S基近红外II区荧光量子点的水相合成优化探究
余梦, 张子俊, 朱国委, 谷振华, 段玉霖, 余良翀, 高冠斌*, 孙涛垒*, 化学学报, 2021, 79(10), 1281-1285

膜材料、多酸化学

混合导体透氧膜反应器中水分解反应研究进展
蔡莉莉, 王静忆, 朱雪峰*, 杨维慎, 化学学报, 2021, 79(5), 588-599

基于稀土阳离子和多酸阴离子的系列纯无机离子液体的合成及性质
王赫男, 张安歌, 张仲, 田洪瑞, 岳倩, 赵雪, 鹿颖, 刘术侠*, 化学学报, 2021, 79(7), 920-924

配位化学

{(Me₂NH₂)₂[Fe₂(ox)₂Cl₄]•H₂O}_n (ox＝oxalate)中客体水分子诱导的介电弛豫行为
王宾, 唐雯, 赵海霞*, 龙腊生*, 郑兰荪, 化学学报, 2021, 79(1), 119-125

基于三脚架配体构筑的锕系-配体多重键的研究进展
李斌, 于吉攀, 刘康, 吴群燕, 刘琦*, 石伟群*, 化学学报, 2021, 79(8), 986-998

点手性调控的三股铕螺旋体的非对映选择性自组装及圆偏振发光
宋龙飞, 周妍妍, 高婷, 闫鹏飞*, 李洪峰*, 化学学报, 2021, 79(8), 1042-1048

Salan钛双齿配合物的Sonogashira合成后修饰反应研究
赵添堃*, 王鹏, 姬明宇, 李善家, 杨明俊, 蒲秀瑛, 化学学报, 2021, 79(11), 1385-1393

生物无机

水滑石(LDHs)及其衍生物在生物医药领域的研究进展
李佳欣, 李蓓, 王纪康, 何蕾*, 赵宇飞*, 化学学报, 2021, 79(3), 238-256

基于类芬顿反应的Mn₃O₄/DOX@Lip纳米递药体系的构建及应用
蔡政, 张颖雯, 姜立萍*, 朱俊杰*, 化学学报, 2021, 79(4), 481-489

纳米材料用于放疗防护的研究进展
廖友, 王冬梅, 谷战军*, 化学学报, 2021, 79(12), 1438-1460

分析/环境化学

生命分析

基于分子印迹与表面增强拉曼散射的蛋白质疾病标志物检测研究进展
贺晖, 周玲俐, 刘震*, 化学学报, 2021, 79(1), 45-57

基于二氧化硅胶体晶体薄膜和反射干涉光谱的蛋白冠监测方法
吴峰, 苏倩倩, 周乐乐, 许鹏飞, 董傲, 钱卫平*, 化学学报, 2021, 79(3), 338-343

表观遗传修饰——5-羟甲基胞嘧啶检测的研究进展
李琛琛, 陈慧燕, 董月红, 罗细亮*, 胡娟*, 张春阳*, 化学学报, 2021, 79(5), 614-627

基于非特异性蛋白酶连续酶解的蛋白质全序列测定方法
杨超, 单亦初*, 张玮杰, 戴忠鹏, 张丽华*, 张玉奎, 化学学报, 2021, 79(5), 663-669

表面增强拉曼光谱技术在microRNA检测中的研究进展
易荣楠, 吴燕*, 化学学报, 2021, 79(6), 694-704

N-糖链唾液酸连接异构体的质谱分析方法研究进展
李月悦, 彭叶, 陆豪杰*, 化学学报, 2021, 79(6), 705-715

ECL金属-有机框架(MOF)生物传感平台用于肿瘤细胞分泌H₂O₂的测定
廖妮, 钟霞, 梁文斌, 袁若, 卓颖*, 化学学报, 2021, 79(10), 1257-1264

分子影像、光动诊疗

一氧化碳有机荧光探针和光控释放剂研究进展
李勇, 王栩*, 解希雷, 张建, 唐波*, 化学学报, 2021, 79(1), 36-44

一种基于萘酰亚胺的检测细胞内pH值的荧光探针及其生物成像应用
任江波, 王蕾, 郭锐, 唐永和, 周红梅, 林伟英*, 化学学报, 2021, 79(1), 87-92

醌氧化还原酶响应型光声探针的合成及其对乳腺癌的成像
黄靖, 王超, 林敏刚, 曾钫*, 吴水珠*, 化学学报, 2021, 79(3), 331-337

透明质酸纳米材料在荧光/光声成像和光疗中的应用
潘立祥, 黄艳琴*, 盛况, 张瑞, 范曲立, 黄维*, 化学学报, 2021, 79(9), 1097-1106

环境化学、放射化学

人工放射性核素²³⁶U的分析方法进展及其应用
邵阳*, 杨国胜, 张继龙, 罗敏, 马玲玲, 徐殿斗, 化学学报, 2021, 79(6), 716-728

纳米零价铁富集水溶液中铀的表面化学及应用展望
滑熠龙, 李冬涵, 顾天航, 王伟, 李若繁, 杨建平*, 张伟贤*, 化学学报, 2021, 79(8), 1008-1022

典型芳香烃大气氧化机理研究进展 
宋梦迪, 刘莹, 李歆*, 陆思华, 化学学报, 2021, 79(10), 1214-1231

硫化纳米零价铁对水中U(VI)的高效去除研究
白子昂, 陈瑞兴, 庞宏伟, 王祥学, 宋刚, 于淑君*, 化学学报, 2021, 79(10), 1265-1272

加速器生产医用同位素²¹¹At及单抗标记
陈德胜, 刘葳豪, 黄清钢, 曹石巍, 田伟, 殷小杰, 谈存敏, 王洁茹, 初剑, 贾子萌,
程念炜, 高瑞勤, 吴晓蕾, 秦芝*, 范芳丽, 白静, 李飞泽, 廖家莉, 杨远友, 刘宁, 化学学报, 2021, 79(11), 1376-1384

镎和钚与环境中无机阴离子的配位化学研究进展
董雪, 曹鸿, 徐雷, 王志鹏*, 陈靖, 徐超*, 化学学报, 2021, 79(12), 1415-1424

氯化物熔盐体系中铀的化学种态研究进展
刘毅川, 刘雅兰, 姜仕林, 李梅*, 石伟群*, 化学学报, 2021, 79(12), 1425-1437

微流控、光谱分析

微流控技术在微/纳米材料合成中的研究进展
卢佳敏, 王慧峰, 潘建章, 方群*, 化学学报, 2021, 79(7), 809-819

腐植酸与环丙沙星结合机制的多维光谱学解析研究
杨波, 张永丽, 郭洪光*, 化学学报, 2021, 79(12), 1494-1501

化学生物学

DNA步行器调控的纳米粒子超晶格
郭宜君, 魏冰, 周翔, 姚东宝*, 梁好均*, 化学学报, 2021, 79(2), 192-199

高性能聚集诱导发光纳米探针用于肿瘤切除手术导航
高贺麒, 焦迪, 欧翰林, 章经天, 丁丹*, 化学学报, 2021, 79(3), 319-325

亚硫酸钠介导的s⁴U转化检测转录组新生RNA中m⁶A
危琦, 韩少卿, 陈玉琪, 周翔*, 化学学报, 2021, 79(3), 326-330

生物正交反应在我国的研究进展
汪欣, 张贤睿, 黄宗煜, 樊新元*, 陈鹏*, 化学学报, 2021, 79(4), 406-413

近红外光激发功能化上转换纳米颗粒用于解聚Aβ聚集体
黄菊, 李贞*, 刘志洪*, 化学学报, 2021, 79(8), 1049-1057

基于石墨烯独特生物界面效应的功能化载体研究进展
岳华, 马光辉*, 化学学报, 2021, 79(10), 1244-1256

基于电子舌技术的氨基酸与密码子关系的初步研究
赵钊, 程时文, 毛岳忠, 应见喜, 田师一*, 赵玉芬*, 化学学报, 2021, 79(11), 1372-1375

本工作设计合成了分别含有B—N键和C=C键的薁基[4]螺烯类分子1a/1b和2, 其中B—N键和C=C键互为等电子体. 紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安测试和理论计算结果表明B—N键可以调控共轭骨架的电子结构及芳香性. 单晶结构表明1a具有螺旋几何构型, 晶体中存在P和M两种对映异构体. B—N键具有部分双键性质, 硼氮六元环具有一定的芳香性. 大位阻基团2,4,6-三甲基苯基(Mes)使得1b在三氟乙酸(TFA)作用下不会发生类似于1a的脱硼化, 而是发生和2相似的可逆质子响应, B—N键对薁单元的质子响应性质无明显影响. 三配位的硼原子可以进一步和氟离子配位, 使得1a对氟离子有明显的选择性响应, 而1b则因大位阻的Mes取代基的存在对氟离子无明显的响应性. 本工作报道了新型薁基硼氮杂螺烯及全碳螺烯分子, 为薁基多环芳烃的“自下而上”合成及性质研究提供了参考.

利用可见光将二氧化碳光还原为有用的化学品是一项有前景但充满挑战的工作. 金属有机骨架(MOFs)作为一种新兴的具高孔隙率、高比表面积、强吸附富集CO₂能力、结构和功能可调的多孔材料, 在光催化二氧化碳还原反应中具有极强的应用潜力. 但大多数金属有机骨架材料存在可见光吸收范围窄、光生载流子快速复合等问题, 导致催化二氧化碳还原活性仍然较低. 通过静电自组装策略将纳米级胺基化金属有机骨架材料(NH₂-MIL-88B(Fe))和羧酸化石墨烯量子点(GQD)通过静电作用结合, 得到GQD/NH₂-MIL-88B(Fe)复合材料. 该复合催化剂有效结合了金属有机骨架强二氧化碳吸附富集能力和GQD的可见光吸收范围宽、电子传导能力强等优点, 因此与纯金属有机骨架材料NH₂- MIL-88B(Fe)相比较, 该复合材料能高效光催化还原CO₂为CO, 并在10 h可见光下活性高达590 μmol/g, 约为NH₂-MIL-88B(Fe)活性的四倍. 这项工作为制备高活性催化CO₂的金属有机骨架复合材料提供了借鉴.

通过可见光驱动光氧化还原催化, 发展了一种新颖、便利的β-氟代-α-氨基酸衍生物的合成方法. 以非金属的二氰基吡嗪衍生物(DPZ)为光催化剂, 以易于制备的N-芳基甘氨酸酯和芳基乙酸氧化还原酯为原料, 通过单电子氧化还原分别生成酯基取代α-氨烷基自由基及α-氟代苄基自由基. 经过高反应活性自由基的交叉偶联, 高产率地得到目标产物. 该方法由于氧化还原中性反应途径而无需额外的氧化剂或还原剂, 且属于绿色、可持续的有机催化合成策略.

相比于1-羟基-7-氮杂苯并三氮唑(HOAt)、1-羟基苯并三唑(HOBt)等传统偶联试剂, 新型多肽偶联试剂2-肟氰乙酸乙酯(Oxyma)具有安全、偶联效率高、消旋率低等优势, 在多肽合成特别是微波固相合成中得到广泛应用. 但是, 不同反应温度(例如28、50和75 ℃)对N,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)/Oxyma的偶联效率以及对甲硫氨酸(Met)等易氧化氨基酸的影响尚有待研究. 瞬时受体电位锚蛋白1(TRPA1)通道在感受温度、听觉和炎症痛中发挥重要作用. 蝎子毒素多肽芥末受体毒素(WaTx)是一种新型、非共价结合的TRPA1特异性激动剂. 本研究利用6-氯苯并三氮唑-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸酯(HCTU)/N,N'-二异丙基乙胺(DIEA)和DIC/Oxyma缩合体系, 首次探索了不同温度下线性WaTx的合成效率以及Met残基的氧化情况. 通过一次氧化折叠和两次氧化折叠策略, 实现了WaTx的体外快速复性折叠, 利用圆二色谱和钙荧光检测等技术评价WaTx的结构和活性. 本研究建立了WaTx的温和、高效合成以及复性折叠方法, 为固相多肽合成特别是手动固相合成WaTx等含有易氧化基团的二硫键构象锁定多肽提供了重要参考.

烯丙位手性中心不仅广泛存在于天然产物和药物活性分子中, 也是有机合成中的重要合成砌块. 过渡金属催化烯基金属试剂作为亲核试剂的不对称加成或偶联反应是构建这一结构非常有吸引力的策略之一. 在众多金属催化剂中, 铁钴镍铜等丰产金属由于其独特的催化活性以及低毒性、环境友好等优点而被用来代替铑钯等稀有金属应用于此类不对称烯基化反应中, 并取得了显著的成果. 基于此, 本文将综述丰产金属催化的烯基金属试剂参与的不对称烯基化反应研究进展. 主要包括: (1)钴催化的不对称烯基化反应, (2)镍催化的不对称烯基化反应, (3)铜催化的不对称烯基化反应以及(4)其他丰产金属催化的不对称烯基化反应等四部分.

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的大规模爆发导致全球性大面积人员感染甚至死亡, 严重影响了人们的正常生活. 全球化贸易和便捷交通极大加速了疫情的传播速度, 使疫情防控困难重重. 因此, 快速准确地诊断感染者和筛查无症状感染者有重要意义. 目前使用最广泛的SARS-CoV-2检测方法是逆转录聚合酶链式反应(Reverse Transcription- Polymerase Chain Reaction, RT-PCR), 但是存在样品储运繁琐、检测步骤复杂等问题, 需要专业人员和设备, 难以满足疫情常态化形势下快速、简便、高效、大规模检测的要求. 近年来, 随着纳米光子学的快速发展和纳米制备技术的不断完善, 基于纳米光子学技术检测生物标志物的研究已成为新的研究热点. 最新研究的利用纳米光子结构检测生物标志物新方法, 包括表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)、表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)、回音壁模式(Whispering Gallery Mode, WGM)与比色法, 特异性强、检测速度快、简单高效. 这些检测技术为高灵敏快速生物检测提供了新的平台. 本综述对近年来发展的纳米光子学生物检测技术进行了总结与概述, 阐述了纳米光子学检测生物标志物的机制, 并分析其用于SARS-CoV-2检测的可能性. 针对目前纳米光子结构制造困难的问题, 提出了利用纳米绿色印刷微纳制造技术大面积制备纳米光子结构的新思路, 为实现疫情的精准有效防控提供理论和技术基础.

²¹¹At, 半衰期7.2 h, 发射的α粒子具有很高的线性传能密度, 是一种理想的靶向α治疗核素. 利用中国科学院近代物理研究所强流超导直线加速器提供的α束流辐照Bi靶生产²¹¹At, 系统考察了加速器生产²¹¹At的整个流程, 包括加速器辐照、干蒸馏分离、质量分析以及单抗标记. 研究结果表明, 干蒸馏分离²¹¹At的总收率最高达78.53%, 获得的固体²¹¹At产品具有极高的比活度、核纯度以及化学纯度, 其中杂质元素Bi、Cu、Zn、Al含量均低于100 ng/GBq, 且入射粒子能量低于28.2 MeV时, N(²¹⁰At)/N(²¹¹At)值低于10^–5, 研究也实现了²¹¹At在尼妥珠单抗上的标记, 标记率高达94.86%. 基于以上研究我们确立了一套简单、高效的分离方法, 为后续我国²¹¹At的生产和应用奠定了良好基础.

随着人类社会工业化进程的推进, 化石能源被过度消耗, 人类向大气中排放过量的二氧化碳, 造成能源危机和环境问题. 通过电催化二氧化碳还原反应来制备高附加值精细化学品是积极探索建立人工碳循环的方向之一, 引起了基础研究与工业应用领域研究者的广泛关注. 设计与制备具有高活性、高选择性和高稳定性的电催化剂对于实现二氧化碳高效还原具有重要意义. 近年来, 关于催化剂与电极材料的结构设计和应用案例有许多报道, 取得了显著的进步. 分别从尺寸效应、表面特性、缺陷工程和多级结构四个方面对催化剂结构与电极结构的调控策略进行了综述, 并对电催化二氧化碳还原领域的发展进行了展望.

具有可控配位环境的高催化活性和选择性的稳定单金属位点催化剂的合成仍然具有挑战性. 本工作采用阳离子交换策略合成了两种具有不同配位结构的Cu单原子催化材料. 该策略主要依赖于硫化物的阴离子骨架和富含 N 的聚合物壳在高温退火过程中产生大量的S和N缺陷, 精确合成了富边缘S和N双修饰的单金属Cu位点催化材料. 在这两种材料, 一种Cu单原子具有硫(S)、氮(N)双配位, 一种Cu单原子只有单一的S配位. Cu中心原子的第一壳层配位数为4, Cu-S/N-C的结构为Cu-S₁N₃, Cu-S-C的结构为Cu-S₄. 实验表明, S、N双修饰的Cu单原子材料在室温下催化硝基苯加氢过程中表现出较高活性. 反应20 min后, 在Cu-S/N-C催化下, 硝基苯加氢转化率达到100%, 循环使用5次后活性未见显著下降. 该发现为调节中心金属配位环境以提高单原子催化材料的性能提供了一种可行的方法.

放射治疗是利用高能射线抑制癌细胞增殖的治疗方法, 已广泛用于恶性肿瘤的治疗. 但是, 高能射线不可避免地会对机体的正常组织造成损害, 产生放疗相关副作用. 尽管目前有一些小分子放疗防护药物已应用于临床或处于临床前研究, 但其较短的血液循环时间和较快的新陈代谢速度极大地削弱了其防护效果. 近20年来, 随着纳米技术在生物医学领域的飞速发展, 纳米放疗防护剂的出现为提高防护效果提供了新的选择. 通过合理地设计和开发纳米放疗防护剂, 有望解决现有小分子放疗防护药物的缺陷. 鉴于纳米放疗防护剂具有诸多优势, 本Review概述了纳米放疗防护材料的常见设计策略, 同时分析了放射诱导的常见疾病的致病机制和纳米放疗防护材料防治各种放射诱导疾病的研究现状. 最后, 还讨论了纳米材料用于放疗防护所面临的挑战和未来前景.

鉴于磺酰基在有机分子中的重要意义, 磺酰基的引入与磺酰化合物的合成被广泛报道. 其中, 磺酰肼化合物因在抗肿瘤、抗菌等方面表现出的生物活性, 其相关合成备受关注. 本工作发展了可见光照射下烷基三氟硼酸钾、DABCO•(SO₂)₂ (1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octane, DABCO)和芳酰肼的有机光反应, 一锅法获得了中等到良好收率的N'-酰基-N-磺酰肼化合物, 该反应底物适用性广、绿色温和. 机理研究表明该反应经历自由基反应历程, 即由烷基三氟硼酸钾在光催化作用下原位生成的烷基自由基引发的, 随后通过二氧化硫插入形成烷基磺酰基自由基中间体, 最后被芳酰肼氧化产生的N-酰基二氮烯中间体捕获, 从而生成N'-酰基-N-磺酰化产物.

胺类种类繁多, 原料易得. 胺类的C—N键键能较大, 一般需要通过活化再进行断裂. 近些年发展了多种氨基的活化方法, 其中把胺类转化为季铵盐的活化方法, 制备容易、存放稳定, 具有一定优势. 最近十年左右, 芳香胺和苄胺衍生的季铵盐通过C—N键断裂、构建各种C—X键的研究取得了巨大的研究进展. 本综述主要论述了最近几年需要和不需要过渡金属催化的季铵盐通过C—N键断裂构建C—X键的反应. 通过C—N键断裂, 季铵盐可以构建C—B键、C—C键、C—N键、C—O键、C—Si键、C—P键、C—S键、C—Se键等, 合成硼酸酯、芳烃、烷烃、醚类、胺类、硅烷、膦、硫醚、二硫化物、硒醚、二硒化物等化合物. 而且, 如果是采用手性苄胺衍生的季铵盐, 还可以得到多种高对映体纯的手性有机化合物; 季铵盐的手性在产物中保持良好, 并且, 对所有反应都发生S_N2型的构型翻转.

有机小分子荧光染料研究已有170余年历史, 其结构和性能随着合成方法和应用需求的发展而不断革新, 已被广泛应用于荧光标记、探针和生物成像中. 近年来发展起来的超分辨荧光成像技术对有机小分子荧光染料的亮度、稳定性和开关性能等均提出了更高的要求, 这为染料发展带来了新的机遇. 当前, 化学工作者也将更多精力聚焦在染料结构改造提升有机小分子荧光染料的亮度与光稳定性. 激发态扭转的分子内电荷转移(TICT)是有机小分子荧光染料中主要的非辐射衰减途径之一. 因而, 抑制TICT能够很好地提升染料的亮度和光稳定性, 并成为目前针对超分辨成像技术发展高亮度和光稳定性的有机小分子荧光染料的主要方法. 本综述首先简要回顾了TICT的机制和发展过程, 而后重点介绍近些年通过抑制TICT策略来提升不同结构有机小分子荧光染料光谱性能方面的进展.

细菌感染和因抗生素滥用而引发的细菌耐药性问题已经成为威胁公共健康的重大隐患, 开发新型、高效的抗菌剂势在必行. 金属有机框架材料(MOFs)是当今抗菌材料研究的热点之一. 多孔的碳骨架结构能够提供有限空间避免负载的金属纳米颗粒聚集以及有利于其稳定存在. 基于ZIF-67的载体作用, 发展了一种新颖、绿色、简便、低成本的银纳米颗粒-沸石咪唑骨架(AgNPs@ZIF-67)复合纳米粒子的制备方法. 利用透射电子显微镜、元素分布图谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、N₂吸-脱附等温线和Zeta电位等表征手段证实了小尺寸AgNPs均匀、稳定地分散在ZIF-67上. 少量的AgNPs沉积大幅提升了ZIF-67的抗菌性能, 使AgNPs@ZIF-67成为一种很有前途的抗菌纳米材料.

氧气的两电子还原反应(2e-ORR)是绿色、安全的H₂O₂合成路线. 本工作以Zn²⁺和2-甲基咪唑合成的沸石型咪唑酸框架-8 (ZIF-8)为前驱体, 通过高温热解炭化, 利用ZIF-8中的锌在高温下的可挥发性, 制备了非金属氮掺杂石墨化多孔碳材料(p-ZIF), 系统考察了ZIF-8热解炭化温度(900、950和1000 ℃)对催化剂结构和2e-ORR催化性能的影响. p-ZIF不仅保留了ZIF-8规整的菱形十二面体形貌, 而且氮含量高, 拥有高的比表面积和多级孔结构. 在酸性条件下的2e-ORR反应中, 三个p-ZIF催化剂均显示了较低的过电位和较低的Tafel斜率, 而且稳定性良好. 其中在H₂O₂选择性最高的p-ZIF-950催化剂上, 过电位为86 mV, H₂O₂选择性最高可达89.2%. 在6 h恒电位反应中, p-ZIF-950催化剂能够以87 mmol•g_cat^-1•h^-1的恒定速率产生H₂O₂. 根据多种表征结果, 推测p-ZIF催化剂的孔径尺寸和石墨N含量是影响其2e-ORR催化性能的主要因素.

如今在能源紧缺和“双碳”背景下, 能源清洁高效利用显得异常重要. 沸石催化剂是在能源加工过程中提高产出和品质的重要手段, 现已成为该领域的研究热点. 随着对沸石研究的进一步深入, 它们的性质和结构逐渐清晰, 广泛应用于催化、吸附、分离等行业. 独特晶体结构的二维沸石, 它们的片层结构在降低分子传输路径的同时, 可增大活性位点的可及性, 降低了积碳率, 具有较大应用潜力. 此外, 通过改变结构导向剂的结构可以拓宽二维沸石的种类, 符合工业上适应范围广的特点. 在此, 综述了两种维度分子筛的发展过程, 阐明了它们在不同领域中催化转化的构-效关系, 以及二维沸石的制备路径. 整理了合成机理并分析了二维沸石在比表面积和活性位点可及性上的优势, 为二维沸石分子筛在工业中的应用提供借鉴.

开环易位聚合(ROMP)是一种单环或多环烯烃进行开环聚合反应形成功能化聚合物的方法, 已经发展成为一种合成先进聚合物材料的高效方法之一. 而星型聚合物由于特殊的结构和性能将在学术和工业的材料科学和纳米技术领域中发挥越来越重要的作用. 本综述从聚合方法、聚合单体、引发剂、交联剂等方面讨论了ROMP在星型聚合物合成中的应用, 并介绍了ROMP合成的星型聚合物的应用领域和前景, 客观地评价了各种ROMP方法的优势和局限性. 这项工作旨在促进ROMP在合成星型聚合物的研究, 为合成功能性复杂星型聚合物提供新的科学研究途径, 为加快星型聚合物材料商业化的脚步添砖加瓦.

二芳基次甲基结构单元广泛存在于具有重要生理和药理活性的天然产物和药物当中. 同时, 该结构单元中所特有的二芳基次甲基立体中心的对映选择性构筑往往也是天然产物全合成的难点和挑战性所在. 因此, 引起了众多有机合成化学家的研究兴趣. 近年来, 该手性立体中心的构建方法发展迅速, 新方法和新反应的报道也层出不穷; 开发出来的一些高效催化剂, 展示出独特的催化活性和选择性. 本文根据反应类型的不同, 将其分为不对称共轭加成反应和不对称氢化反应等六类, 综述近十年来二芳基次甲基立体中心的不对称构建方法及相关方法在天然产物全合成中的应用. 最后, 从全合成的角度进一步总结和分析未来构建二芳基次甲基手性立体中心的发展趋势, 力求发展更加高效、避免贵金属的催化剂及环境友好型的新方法和新试剂.

镎(Np)和钚(Pu)是核能领域两种重要的锕系元素, 其在水溶液中的配位化学对于了解和控制其在水环境中的种态分布和迁移行为具有重要意义. Review了近十几年来国内外Np和Pu与环境中常见无机阴离子在水溶液中的配位化学研究进展, 重点阐述了不同价态Np/Pu离子与OH^–、 $CO_3^{2-}$、 $SO_4^{2-}$、Cl^–、 $NO_3^-$、F^–、 $PO_4^{3-}$等阴离子之间形成的配位物种和配位热力学信息, 并对该领域存在的关键科学问题和未来发展方向进行了分析和展望.

采用光吸收互补的聚(3-己基噻吩)(P3HT)和引达省并二噻吩-苯并噻二唑共聚物(PIDT-BT), 通过溶液法制备了两者的本体复合异质结构有机半导体薄膜, 并研究了薄膜的表面结构和光电性质. 将PIDT-BT:P3HT复合薄膜作为一类新型光敏沟道层, 与聚电解质介电材料相结合, 制备了高性能柔性低电压光突触晶体管. 考察了不同光刺激条件对光突触晶体管性能的影响及半导体机制, 发现PIDT-BT:P3HT器件具有明显光突触特性, 并且相较于单纯PIDT-BT或P3HT器件具有更高响应的兴奋性突触后电流. 基于PIDT-BT:P3HT薄膜的光突触器件, 在绿红双色光刺激下的响应大于两种单色光分别刺激的响应之和, 表明附加光刺激可调控器件的记忆效率. 该研究为发展高性能光响应半导体薄膜及柔性低功耗光突触器件提供了新策略.

在聚烯烃行业蓬勃发展的几十年中, 如何合成具有独特结构和功能的聚烯烃一直是高分子化学家不断追求的目标. 时至今日, 科学家们已经可以通过调控单体结构、催化剂中心金属、配体结构以及聚合条件等来合成丰富多彩的聚烯烃. 在这品类繁多的聚烯烃中, 主链上含有脂肪环的聚烯烃因具有良好的热稳定性和透明度受到了广泛的关注. α,ω-双烯烃的配位聚合是获得主链含脂肪环的聚合物的一种高效手段, 这种方法具有单体易得且易修饰、聚合物微观结构可以被催化剂高效调控等优点. 根据第一次插入反应后的中间体发生的不同双键的插入反应可得到交联、含悬挂双键或含脂肪环的聚合物. 根据所得环化聚合物的环内两根支链的相对朝向将其分为顺反立构体; 再通过环与环之间的相对构型分为等规或间规立构体; 根据催化剂与单体发生第一次插入反应的 1,2-插入或 2,1-插入方式可以得到结构单元为单亚甲基环或二亚甲基环的聚合物; 根据催化剂的绝对构型不同可以得到旋光度大小一致、方向相反的手性聚合物. 上述这些聚合物的微观结构对于其聚集状态、热力学以及机械力学性能等可能会有明显的影响, 而这些均可以通过改变催化剂的中心金属和配体结构来进行精细的调控. 这篇综述着眼于α,ω-双烯烃的聚合物的精细结构, 着重介绍了如何通过变换催化剂结构来调控聚合物的结构, 并对该领域未来可能的发展方向进行了预测, 从而推动该类聚合物在构效关系、实际应用等方面的长足发展.

手性胺类化合物广泛存在于天然产物、药物分子和多功能材料中, 而且作为重要中间体、催化剂和手性辅剂在有机合成中也有广泛的应用, 因此, 发展高效的方法合成各种手性胺化合物及相应的骨架结构具有重要的科学意义和应用价值. 有机硼试剂、胺和羰基化合物参与的不对称Petasis三组分反应是构建手性胺及其衍生物最简洁、高效的方法之一. 近年来, 利用该策略来构建手性胺类化合物引起了广泛的关注. 文章综述了不对称Petasis反应合成手性胺类化合物的近期研究进展, 主要包括手性胺源、手性羰基化合物和手性硼试剂参与的底物诱导的不对称Petasis反应, 以及手性催化剂促进的不对称Petasis反应, 并对该领域的挑战和未来发展方向进行简要讨论.

盘状液晶分子由稠环芳核和围绕的多条柔性链构成, 具有独特的自组装有序超分子结构、半导体性质和光学性质. 其可通过溶液或喷墨打印技术加工成为光电子薄膜器件, 具有低成本优势. 通过Suzuki-Miyaura交叉偶联和Scholl氧化环化策略, 合成了一系列新的具有苯并䓛结构的非对称酸酐、羧酸酯、酰亚胺和苯并咪唑稠环衍生物, 并对其液晶性和光物理性质进行了详细研究. 通过偏振光学显微镜(POM), 差示扫描量热法(DSC)和小角度X射线散射(SAXS)测试表明, 这些极性盘状化合物自组装堆积呈六方柱状(Col_hex)液晶相, 其中, 最宽的液晶温度范围达206 ℃. 官能团和共轭体系大小决定了相变温度和液晶范围. 荧光测试结果表明, 化合物溶液中绝对量子产率高达34%, 根据官能团不同, 这些化合物发蓝、绿和红光. 借助密度泛函理论(DFT)计算, 解释了该系列极性盘状液晶分子发光性质的差异. 基于本工作的合成方法, 从萘酸酐原料出发为构建结构多变、性质丰富的π-共轭(杂环)芳烃盘状液晶化合物提供了新途径.

发展高效、绿色且节能的物质分离与纯化技术具有重要意义, 气体分离更是在工业、能源、医疗及科技等领域有着广泛的应用. 传统的聚合物膜在实现高效气体分离方面还面临许多挑战, 新型分离膜材料的开发是当前研究热点和难点. 金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料作为一种新兴多孔配位聚合物, 由于其具有独特可设计的拓扑结构以及可调节的功能而受到科学家们的广泛关注. 为了克服粉体或块体MOFs很难被高效用于气体分离的难题, 开发可用于分离的MOFs膜材料是一项具有重要意义且具有挑战性的任务. HKUST-1作为一种代表性的MOFs材料, 由于其结构稳定且原料经济并具有多级孔径的结构, 常被用作制备成膜材料用于气体分离的研究和实际应用. 总结了近十年HKUST-1膜的制备方法及其气体分离性能的研究进展, 并对这个方向的研究提出了自己的看法和展望.

溶液小角散射实验方法是表征溶液体系多尺度时空结构的研究利器, 在软物质研究领域已得到广泛应用. 溶液小角散射包括X射线散射和中子散射, 可以在纳米到微米空间尺度以及毫秒时间尺度对溶液软物质微观结构进行表征. 微纳尺度结构与研究对象的宏观性能密切相关, 利用同步辐射X射线小角散射高通量、快速时间分辨以及中子小角散射无损、深穿透性的特点, 可以在不同环境变量下系统研究软物质体系的纳米结构及演变过程. 系统介绍了溶液小角散射实验方法的发展现状以及溶液小角散射的基本原理. 结合典型的应用案例, 展望了溶液小角散射技术的发展趋势及其在软物质领域研究中的应用前景.

针对生物酶在固相载体负载后存在的催化活性与稳定性之间“此消彼长”的问题, 本工作采用“自牺牲模板”策略以铝基金属有机骨架材料(Al-MOF)为前驱体设计制备多级孔Al₂O₃ (MHAl₂O₃)材料, 再以“聚多巴胺(PDA)”仿生膜对材料表面进行功能化修饰后用以固载辣根过氧化物酶(HRP). 通过调节前驱体的煅烧温度来实现载体孔径大小的调控, 探讨了载体的孔道限域效应对固定化酶反应器催化活性的影响, 所得固定化酶反应器的热稳定性和重复使用性显著提高. 为了解析固定化酶反应器的构效关系, 采用酶动力学和热动力学参数研究了固定化酶反应器催化过程中酶与底物的相互作用, 结果表明固载后酶分子对底物的亲和性和专一性得到提升. 将固定化酶反应器用于模拟废水中苯胺黑药的催化降解时, 表现出非常高效的催化效率.

近年来, 随着绿色化学和可持续发展等创新理念的提出, 无金属催化剂逐渐成为催化领域的研究热点和前沿. 石墨烯作为一种新型纳米碳材料, 具有机械强度大、比表面积高、稳定性好、电学性质优异等特点, 经过改性或功能化后的衍生物可以作为无金属碳基催化剂, 在有机反应中展现了良好的应用前景. 本文综述了石墨烯衍生物的结构和性质, 探究了石墨烯基材料的结构与催化活性之间的关系, 总结了此类材料作为无金属催化剂在氧化、还原/氢化、偶联、取代反应以及其他有机反应中的应用和反应机理.

采用溶胶-凝胶法制备了Mg掺杂氧化镍(NiO)的三元氧化物半导体NiMgO薄膜, 研究了不同表面后处理方法对薄膜结构、性质和能级的影响. 利用NiMgO薄膜作为新型空穴传输界面层构建了非富勒烯有机太阳能电池, 研究了器件性能变化及其物理机制. 结果表明, 以未表面处理NiMgO为界面层时, 器件的能量转化效率(PCE)为5.90%; 使用紫外-臭氧(UVO)表面后处理的NiMgO界面层, 器件PCE大幅提升至12.67%. 而NiMgO在UVO处理前进行润洗, 可以去除表面残留物, 薄膜变平整且透光率增加. 因此, 采用润洗与UVO结合的表面双重后处理新策略后, 器件的开路电压不变, 但短路电流密度和填充因子分别提高到23.48 mA•cm^–2和64.29%, 最终PCE达到13.17%. 该研究为半导体氧化物薄膜及器件的优化提供了一条有效途径.

碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的工业产品, 被广泛应用于制备锂离子电池溶剂和聚碳酸酯等化工产品. 一氧化碳(CO)酯化反应制DMC是一种新型的碳一技术路线, 具有成本低、反应效率高和安全等优势, 近年来引起了广泛的研究兴趣. 许多研究表明, Pd单位点催化剂(Pd SSCs)可以催化该反应高选择性合成DMC, 却易被反应物CO还原成Pd纳米颗粒, 从而导致DMC选择性快速下降. 因此, 设计合成稳定的Pd SSCs显得尤为重要. 通常, 研究人员通过增加Pd原子与载体之间的相互作用来稳定催化剂. 在各种载体中, 金属有机框架材料(MOFs)由于具有比表面积大、稳定性好、可修饰性强等特点, 是稳定单金属位点的理想载体. 选择自身较为稳定且易修饰的UiO-66-NH₂作为载体, 采用后合成修饰的方法将吡啶-2-甲醛引入UiO-66-NH₂的孔中. 吡啶-2-甲醛通过与氨基进行反应连接在UiO-66-NH₂的框架上, 进而创造了相近的双氮原子位点共同鳌合Pd原子, 记为Pd^II-UiO-66-X%. 该催化剂在反应中, 展现出极高的DMC选择性, 同时也具备良好的催化稳定性, 在70 h的连续评价中, 依旧能够保持85%以上的DMC选择性. 该工作这一发现对构筑稳定Pd SSCs高选择性催化合成DMC提供了新思路.

含硫配体的低价铁物种被认为是固氮酶配位活化氮气时的活性金属物种, 但与之相关的含硫配体的单核型低价铁配合物的合成非常具有挑战性, 报道很少. 我们发现通过含氮杂环卡宾配体的三配位一价铁配合物(IMes)₂FeBr (IMes=1,3-bis(mesityl)imidazole-2-ylidene)与大位阻硫醇钾KSAr* (Ar*=2,6-(2',4',6'-Prⁱ₃C₆H₂)₂C₆H₃)的反应可以合成得到单核型一价铁硫酚基配合物[(IMes)Fe(SAr*)] (1). 配合物1为顺磁性配合物. 单晶X-射线衍射表征显示该一价铁配合物的铁中心除与一个氮杂环卡宾配位外还与大位阻硫酚配体的硫原子和2-位芳环以σ:η⁶-的方式配位. ⁵⁷Fe-穆斯堡尔谱、电子顺磁共振谱和理论计算共同表明配合物1的基态自旋量子数S=1/2. 配合物1可催化N₂与KC₈和Me₃SiCl反应, 生成N(SiMe₃)₃, 转换数(TON)可达87.

膦保护金纳米团簇的研究可追溯到1969年, “RP-Au-PR” (R为烷基)结构在膦保护的金纳米团簇上目前还未见报道, 而相似的 “RS-Au-SR” 结构在硫醇保护金纳米团簇中经常被发现, 其具有多种功能(例如增强团簇发光). 本工作以双膦作为配体成功合成出原子层次单分布的金银纳米团簇[Au₁₀Ag₄(Dppp)₅Cl₄]Cl₂ (Au₁₀Ag₄ NC, Dppp为1,3-双(二苯基膦)丙烷), 首次发现它具有 “RP-Au-PR” 结构. 有趣的是, 当二氯甲烷作为溶剂时, 该结构可在Au₁₀Ag₄ NC中自行消失, 生成[Au₉Ag₄(Dppp)₄Cl₄]Cl (Au₉Ag₄ NC); 另一方面, 当乙醇为溶剂时, 该结构可在Au₉Ag₄ NC中自行生成, 从而转变成Au₁₀Ag₄ NC. 两个团簇的紫外-可见-近红外(UV/Vis/NIR)吸收峰除了有轻微的位移外, 没有显著的区别, 暗示着 “RP-Au-PR” 结构对团簇的电子结构没有根本影响, 这一点也被密度泛函理论(DFT)计算所支撑. 该结构促使Au₁₀Ag₄ NC的光致发光量子产率比Au₉Ag₄ NC的提高了19倍(达到10.32%), 这归因于 “RP-Au-PR” 结构诱导的电荷转移和刚性的增强. 本工作揭示了新的团簇结构和发光现象, 对团簇构效关系的理解和性能改善有重要的启发.

有机半导体光电器件在基础研究和工业应用方面进展迅速, 相关方向已经成为一个较为成熟的新兴领域. 然而, 这类器件中的关键有机材料存在对空气中的水、氧十分敏感的问题, 严重影响了器件的长期工作性能. 除了选择合适的传输层材料、界面层结构, 利用界面工程提高器件水氧耐受能力之外, 对器件进行可靠的封装是隔绝空气中水、氧的另一个有效手段. 原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)是一种近乎完美的薄膜沉积封装技术, 这种技术所生长的薄膜具有独特的层-层(layer by layer)生长特性, 而且可以在低温下沉积出厚度可控、重复率高、均匀致密的薄膜, 使得该技术在半导体行业已经得到广泛应用. 在此, 我们将回顾ALD封装技术在有机发光二极管(organic light emitting diode, OLED)、有机太阳能电池(organic photovoltaics, OPV)和钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cell, PSC)中的应用, 并进一步讨论现阶段应用于OLED的相对比较成熟的ALD封装技术, 及其对OPV和PSC封装的启示性意义.

本工作以对称二环己基取代六元瓜环(CyH₂Q[6])为主体分子, 3-吡啶甲酰肼(NH)为客体分子, 利用核磁共振(¹H NMR)、等温滴定量热(ITC)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)研究客体分子与瓜环在水溶液中形成的物质的量比为1∶1的稳定配合物; 用X-射线单晶衍射可以观察到客体分子通过离子-偶极和氢键与瓜环端口羰基氧相互作用, 以及基于瓜环外壁正电性与无机阴离子之间形成的配合物, 从而形成多维多层次超分子框架的自组装体.

11-氯-1,1'-二正丙基-3,3,3',3'-四甲基-10,12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐(IR-780)被具有较强组织穿透能力的近红外光照射后, 能快速高效地产生活性氧, 导致细胞死亡, 可用于光动力治疗. 但是IR-780的水溶性差, 这极大限制了其生物医学应用. 基于此我们设计合成了可高效靶向线粒体的水溶性IR-780聚合物Poly-IR, Poly-IR在水中自组装成为纳米粒子. Poly-IR纳米粒子受近红外光激活后, 在肿瘤细胞内外均能快速高效地产生活性氧, 并且该纳米粒子能够在线粒体中富集, 受近红外光的激发后产生的活性氧能够破坏线粒体, 导致线粒体膜电位降低. 细胞毒性、活死细胞染色及凋亡实验结果也进一步证明, 该纳米粒子在近红外光照下能够有效地抑制肿瘤细胞的增殖. 本体系为靶向线粒体的光动力治疗肿瘤领域拓展了思路.

红光材料是显示三基色材料之一, 具有发射能量小、穿透能力强和背景荧光干扰小等优点, 被广泛应用于全彩显示、生物传感和光动力治疗等领域. 红光材料目前存在的问题主要有: (1)跃迁能级小, 其非辐射跃迁速率快, 导致量子效率普遍较低; (2)分子共轭较大, 存在较强的π-π堆积作用, 容易导致荧光淬灭; (3)分子设计需要更大的共轭, 在分子合成上较为困难. 热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料作为具有全新的发光机制的材料能够通过反向系间窜越过程利用三重态激子发射荧光, 极大地提高了量子效率, 因此, 基于TADF机制的红光材料成为了近年来人们研究的热点. 由于结构的特点, 喹喔啉及其衍生物非常适合用来构建红光TADF分子. 从喹喔啉类TADF红光材料的分子结构视角出发, 对红光TADF材料的近年来的研究进行概述, 讨论分子结构对材料性能影响, 并且对其发展进行展望.

有机发光晶体管(organic light-emitting transistor, OLET)是一种变革性的小型化有机光电器件, 其在同一器件中集成了场效应晶体管和发光二极管的两种器件功能, 在材料的基础物性研究、新型柔性显示/照明、有机电泵浦激光以及片上集成光电子器件等方面都具有着重要的研究意义. OLET独特的器件结构及工作模式使其对核心的关键材料和器件制备提出了新的要求, 而高性能OLET器件的构筑需要从材料和器件两个方面同时进行优化与改善. 近五年作者课题组和合作者在全面调研和分析OLET领域整体研究背景和存在基本科学问题基础上, 聚焦于高迁移率发光有机半导体关键材料的开发和高效OLET器件(线光源和面光源发光模式)的构筑两个方面开展了初步的探索性研究, 发展了系列特别是基于蒽和芴的高迁移率发光/激光有机半导体材料, 构筑了高性能的单组分有机单晶OLET器件和新型平面OLET面光源发射显示器件, 为进一步推动OLET及其相关领域发展奠定了重要的材料和器件研究基础.

环境污染是地球现今的重要问题之一, 而其中就包括水污染与温室效应. 共价有机框架(covalent organic frameworks, COFs)作为一种新兴的晶态多孔聚合物, 因其优异的吸附性能, 在污染治理领域具有广阔的应用前景. 本工作报道了一种基于β-酮胺单体通过迈克尔加成-消除反应合成的磺酸型微孔COF (JUC-603). 该COF不仅能有效分离水中染料, 而且具有显著的二氧化碳吸收能力. 本研究为环境修复中的染料分离和二氧化碳吸收领域提供了一种具有潜力的材料.

采用密度泛函理论方法研究了不同配体螯合五价碘试剂介导的苯酚氧化去芳构化反应机理以及配体对试剂活性的影响机制. 揭示了双齿氮配体具有双重作用: 一方面通过配位螯合作用增强五价碘试剂2-碘酰苯甲酸(2-iodoxybenzoic acid, IBX)的反应活性, 另一方面作为碱捕获反应中生成的强酸, 避免强酸与邻醌产物发生进一步反应, 从而提高反应的总收率. 研究结果将增加和深化对配体调控高价碘试剂反应性的认识和理解, 为理性设计与开发新配体和反应提供理论依据.