金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)是一类新型的有机-无机杂化材料, 具有可功能化的骨架结构、高比表面积、可调控的孔径尺寸等优势. 将MOFs与性质多样的有机/无机功能纳米材料复合, 不仅有可能充分发挥组分各自的优势, 而且有可能产生“1+1>2”的协同效应, 因而引起了人们的广泛关注. 具有光热效应的MOF复合物作为一类重要的MOF复合材料, 在生物诊疗、催化等领域展现出了良好的应用前景. 作者首先综述了近年来MOF复合材料的主要可控制备方法, 随后讨论了光热MOF复合材料的应用研究, 最后对该类材料的未来研究方向和挑战进行了展望.

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.

钠离子电池凭借分布广泛和低成本的钠资源在大规模电化学能量存储领域受到广泛关注. 层状过渡金属氧化物作为一种重要的钠离子电池正极材料, 具有比容量高、电化学可逆性相对较好和化学组成丰富且可调的特征, 得到广泛关注. 其中钴酸钠是一种典型层状过渡金属氧化物, 自20世纪80年代就得到大量研究. 由于钴酸钠含有丰富的电化学信息, 基于其充放电过程进行的机理研究对理解钠离子电池层状氧化物体系具有重要意义. 因此在介绍钴酸钠的常见结构类型与合成相图的基础上, 本文着重综述了不同结构钴酸钠在充放电过程中结构变化和电荷补偿机理的研究进展, 同时讨论了上述机制对电化学性能的影响. 本综述旨在为深入研究并建立层状过渡金属氧化物正极材料电化学过程中的构效关系提供支持.

氢气作为21世纪最具发展前景的清洁能源, 一直备受关注. 寻找安全高效的储氢材料以转型到氢能社会是当前面临的最大挑战之一. 水合肼(N₂H₄•H₂O)具有高含氢量(w=8.0%), 完全分解产氢副产物仅为氮气和水, 被视为一种极具应用潜力的液相化学储氢材料. 开发高效、高选择性的催化剂以催化水合肼完全分解, 是研究水合肼分解产氢的关键. 本综述总结了水合肼分解产氢催化剂的设计、合成及其催化性能. 简要分析了肼分解的机理. 此外, 讨论了提高水合肼分解产氢催化剂的选择性和活性的策略, 比如添加强碱助剂/碱性载体、形成合金、降低金属催化剂的结晶度、减小粒子尺寸、以及增强金属与载体相互作用. 本研究进展可以为设计合成具有更高活性的氮基氢化物产氢催化剂提供指导和思路.

《化学学报》 第七十九卷
2021年文章目录

(点击标题可阅读下载)

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

膜分离在面向能源与环境问题的分离过程中具有极大的应用前景, 近几十年内发展迅速. 金属-有机骨架(MOFs)是一种新型微孔材料, 具有孔结构均一、可调控、多样化的特点, 用其制备的MOF膜在分离领域极具应用潜力. 而二维(2D)材料的飞速发展, 使2D MOF膜也成为倍受关注的一类新型分离膜. 由2D MOF纳米片构筑成的超薄分离膜, 通过MOF的固有孔径可以实现分子级别的筛分, 而纳米片之间的通道及纳米片面内通道为气体或水分子提供了更多的传质通道, 从而实现了优异的分离性能. 因此, 2D MOF膜被认为有望同时提高分离过程的渗透量和选择性, 成为满足工业分离需求的高性能分离膜.

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.

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.

近年来, 柔性有机和钙钛矿光伏器件、有机薄膜晶体管和医用传感器等因其具有可穿戴性、柔性、半透明性等优点, 成为科学研究的热门领域. 利用具有优异力学性能的导电聚合物是实现这些高性能器件的有效途径之一. 在导电聚合物中, 3,4-亚乙基二氧噻吩(PEDOT)及其水性分散液3,4-亚乙基二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)已经被证明是最有前途替代传统金属氧化物的柔性材料, 其在器件中可作为透明电极、空穴传输层、互连器、电活性层或运动传感导体等. 综述了PEDOT及PEDOT:PSS应用柔性器件的研究现状, 包括提高电导率、机械耐受性和长期稳定性的各种策略, 揭示了性能增强的潜在机理. 最后, 论述了导电聚合物在器件制备中亟待解决的问题和未来发展方向. 本工作讨论了导电聚合物薄膜形貌的重要性, 并展望了它们在下一代柔性电子器件中的广阔前景.

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.

轴手性化合物是一类重要的手性化合物, 其中苯乙烯类轴手性化合物因其轴手性稳定性相对较差, 目前高效不对称合成的方法比较局限. 本工作以β-萘酚作为亲核试剂, 通过将金属铱催化不对称烯丙基取代与双键异构化串联, 实现了中心手性到轴手性的转移, 从而高效地合成了一系列β-萘酚衍生的苯乙烯类轴手性化合物.

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.

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.

近10年, 第三代光电能源转换技术钙钛矿太阳能电池(PSCs)正迅速崛起. 基于有机-无机杂化钙钛矿材料的本征半导体特性以及PSCs平面多层器件架构特点, 采用有机小分子空穴传输材料(HTMs)作为PSCs的p-型层, 不仅实现了PSCs器件的全固态化, 且大幅提升了器件效率及稳定性. 以当前通用的标准空穴传输材料spiro-OMeTAD (2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴)为模板, 研究人员开展了众多结构剖析和改进工作. 分子spiro-OMeTAD中, 三维螺二芴(SBF)核能以较小的空间集成更多的空穴传输单元; 而芳胺优异的p-型特性, 使其成为高效的电活性单元. 经典螺芳核SBF制备成本高, 可修饰位置单一; 因此, 基于spiro-OMeTAD的结构改进主要围绕芳胺单元的修饰开展. 随着HTMs分子设计以及合成方法学的进展, 近5年来, 一系列低成本、高性能的类SBF螺芳基单元逐渐兴起, 并迅速进入空穴传输材料领域, 如: 螺[芴-9,9′-氧杂蒽]、螺吖啶、螺硫杂蒽等. 螺芳基核结构的日益丰富, 大大拓展了HTMs分子的设计空间, 从而推动了PSCs效率和稳定性的不断提升. 因此, 本综述聚焦含螺芳烃骨架的HTMs分子, 根据其器件性能表现, 分析高性能材料的结构要素. 按照螺芳烃核结构对高性能HTMs进行分类归纳, 总结了结构设计思路和构效关系. 期望通过较为全面的评述, 为HTMs分子构建提供可参考的策略, 从而推动PSCs继续向高效率、长寿命的实用化方向发展.

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.

环戊并二噻吩衍生物作为一类具有刚性平面的类芴骨架结构的分子, 其光电材料衍生物由于具有带隙低、电导率高和良好的电荷传输性能等优点在塑料电子领域有着广泛的应用. 同时由于其易于进行结构修饰, 能够方便、快捷地引入各种功能基团, 可拓展合成多种衍生物. 依据环戊并二噻吩上噻吩S原子的位置不同, 可以将其分为6种构造异构体. 在这些构造异构体中, 目前关于4H-环戊[2,1-b:3,4-b']二噻吩衍生物的研究报道较多. 作者对4H-环戊[2,1-b:3,4-b']二噻吩衍生物的合成、性质及其在有机太阳能电池(OSCs)、有机场效应晶体管(OFETs)、有机发光二极管(OLEDs)等领域的研究进展进行了全面综述, 并对其有机半导体的格子化学进行了展望.

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.

数十年来, 有机太阳能电池(organic solar cells, OSCs)的相关研究进展迅速, 其能量转换效率从2000年的不足5%, 发展至今已经超过18%, 而这主要得益于给体和非富勒烯受体有机光伏材料的不断推陈出新. 苯并三氮唑(benzotriazoles, BTA)作为一种经典的缺电子型杂环单元, 伴随着有机光伏领域的兴起与发展, 由BTA单元构筑的聚合物给体、小分子给体、非富勒烯小分子受体以及聚合物受体材料被不断地设计合成出来, 特别是J系列聚合物给体材料和Y系列非富勒烯受体材料. 伴随着材料体系的不断优化, 相关的分子设计策略也得到更新与完善, 以期从多角度对OSCs的性能有针对性的进行调控. 本综述旨在通过介绍基于BTA单元的有机光伏材料的相关研究进展以及与之相关的分子设计策略, 回顾BTA类光伏材料数十年来的发展历程, 并展望其未来的发展前景.

微/纳米材料因其尺度的微小而具有异于宏观材料的特殊性质, 在多个领域都有着丰富的应用. 近年来, 微流控技术因其微量、高效、高通量、微型化、集成化和自动化等独特的优势在微/纳米材料的合成中引起了广泛的关注. 本综述从微反应器的结构形式及反应方式两个角度进行分类, 介绍了微流控技术在无机材料、有机材料和复合材料中的具体应用, 并对该领域未来的主要发展趋势进行了展望. 微流控技术为微/纳米材料的合成提供了新的思路和方法, 在工业生产和学术研究中都蕴含着丰富的可能性和巨大的潜力.

N-芳基磺酰腙是一类稳定的重氮化合物替代物, 其中, N-对甲基苯磺酰腙研究历史悠久, 在卡宾化学中占据重要地位, 相关的研究报道及综述较多. 近年来, 作为一类更加温和的重氮替代物, 吸电子基取代的N-芳基磺酰腙参与的化学反应发展迅速, 但是相关的研究梳理工作相对缺乏. 因此, 本综述聚焦于吸电子基取代的N-芳基磺酰腙作为重氮化合物替代物在有机合成反应中的研究进展, 重点总结了N-邻硝基苯磺酰腙和N-邻三氟甲基苯磺酰腙参与的偶联、环化、插入、多组分反应和Doyle-Kirmse等反应.

本工作提出了Cu催化的2-(2-碘苯基)-1-乙醇分子内Ullmann C―O偶联反应机理, 并用密度泛函理论(density functional theory, DTF)计算验证. 催化循环从原位生成的亚铜配合物开始, 亚铜配合物经氧化加成生成Cu(III)配合物; Cu(III)配合物和反应物醇配位形成四配位Cu(III)配合物; 然后四配位Cu(III)配合物被O-卤键活化, 活化后进行配体交换; 最后经还原消除释放烷基芳基醚并再生催化剂. 量化计算显示叔丁醇离子不仅是一种碱而且还扮演催化剂物种的角色. 然后, 计算各步反应能垒表明配体交换是整个反应的决速步骤. 计算结果与实验结果吻合较好, 证明了计算机理的合理性.

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.

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.

多组分体系中的协同作用为设计高效的二氧化碳还原电催化剂提供了新的思路. 本工作通过双模板法和化学还原法精心设计制备了大孔/介孔镍氮掺杂碳(Ni-N-OMMC)负载银纳米颗粒复合材料(Ag/Ni-N-OMMC), 用于高效电催化还原CO₂为CO. 此复合材料表现出良好的电催化活性, 在CO₂饱和的0.1 mol•L^–1 KHCO₃电解液中, 电位为–1.0 V (相对于可逆氢电极, RHE)时CO的电流密度(J_CO)高达33.29 mA•cm^–2. 并具有较宽的工作电压范围, 在–0.7~–1.0 V (vs. RHE)下, CO的法拉第效率超过90%. 其优异的电催化性能可能归因于Ag纳米颗粒与具有丰富Ni-N _x活性位点的Ni-N-OMMC载体之间的协同效应, 以及三维互联有序大孔/介孔结构提供的高比表面积和高效的质量/电荷传输.

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.

固态锂电池(SSLBs)由于其安全性和潜在的高能量密度优势, 被认为是下一代动力电池的重要发展方向. 然而, 目前仍存在固态电解质离子电导率低, 电极/电解质界面兼容性和稳定性差等瓶颈问题. 为了提高SSLBs的性能, 阐明循环过程中电极、固态电解质及其界面间的动态演化是至关重要的. 在过去的几十年里, 各种先进原位表征技术的出现, 促进了对高性能锂电池内部工作机制的理解, 推动了SSLBs进一步发展. 本综述系统地介绍了近几年原子力显微镜、电子显微镜、X射线显微镜等成像表征技术和拉曼光谱、X-ray基技术、中子深度分析等成分分析技术的原位研究进展. 重点分析了各类表征技术在SSLBs循环过程中形貌和组分的演化, 包括正极材料的相变、形变, 金属锂的沉积/溶解、锂枝晶生长, 固态电解质结构演化和固体电解质中间相的形成, 进一步加深了对固态锂电池的理解.

三组分双官能化反应是一种高效、简便构建C―C键、C―X键的方式. 双键广泛存在于众多有机化合物中, 对双键的双官能化反应研究有巨大的应用潜力. 本工作以Ni(COD)₂为催化剂, 以芳基溴化镁、芳基溴化物为芳基化试剂, 实现了3-芳基-2-丙烯醛亚胺中碳碳双键的双芳基化反应. 该反应建立了一个新的镍催化α,β-不饱和醛的α,β-双芳基化方法, 可以高度区域选择性地向底物分子中引入两个不同取代的芳环, 得到多种2,3,3-三芳基丙醛骨架的产物. 利用这一反应作为核心步骤实现了天然产物Quebecol的简便合成. 机理研究表明, 该反应可能经历了亲核加成、金属交换、还原消除的历程.

通过高温煅烧和油浴的方法构筑二维/三维(2D/3D) ZnIn₂S₄/TiO₂异质结, 应用于光催化降解罗丹明B (RhB)和四环素(TC), 来研究异质结的构筑对TiO₂可见光响应范围和光生载流子对分离效率的影响. 结果表明, TiO₂维持了MOFs的形貌, 显示窄的可见光响应范围和高的光生电荷复合率, 与ZnIn₂S₄纳米片复合后, TiO₂的比表面积增大, 光催化活性位点增多. 带隙宽度也由TiO₂的3.23 eV减小到ZnIn₂S₄/TiO₂-II的2.52 eV, 从而获得了更宽的可见光响应范围. 能带结构表明ZnIn₂S₄/TiO₂是type II型异质结, 提高了光生载流子对的分离与转移效率. 在可见光照射下, ZnIn₂S₄/TiO₂-II显示了最高的RhB光催化降解效率(93%), 分别是TiO₂和ZnIn₂S₄的18和2倍. 同时, ZnIn₂S₄/TiO₂-II也显示出比TiO₂和ZnIn₂S₄更高的TC降解效率(90%). 循环实验表明ZnIn₂S₄/TiO₂-II能保持良好的稳定性, 经5次循环实验后仍能降解83%的RhB. 研究表明基于MOFs衍生的TiO₂构筑2D/3D ZnIn₂S₄/TiO₂异质结是提高TiO₂光催化性能的一条有效途径.

铜基纳米材料在发光和(生物)化学传感领域展现出广阔的应用前景. 铜纳米团簇作为一种新型的纳米材料, 由于其具有原子级精确的结构而引起了研究人员的广泛关注, 但是合成稳定并且具有优异性能的铜簇仍然具有挑战性. 本工作通过引入还原剂(NaBH₄)成功地制备出一种新型的巯基咪唑配体保护的一价铜纳米团簇[Cu₁₃(SR)₁₂]NO₃ (Cu₁₃ NC, 其中RSH=2-巯基苯并咪唑), 并通过单晶X射线衍射分析和电喷雾电离质谱(ESI-MS)对其结构和组成进行了表征. Cu₁₃ NC的金属骨架可以看成是三个三角双锥共享一个或两个顶点构成, 并通过简单的桥联模式被12个巯基配体保护. 固态Cu₁₃ NC具有良好的稳定性及亮红色的发光(λ_em=627 nm). 同时, 结构的两端有两个裸露的铜原子, 这使其在电化学检测H₂O₂的实验中表现出良好的电化学活性. 本工作为更好地研究纳米铜簇的结构和其光、电性能之间的联系提供了机会.

本工作借助金属-有机框架(MOF)结构, 通过配位作用实现对电化学发光(ECL)分子的空间有序组装, 获得了高性能ECL新材料, 发展了孔道限域效应和微纳空间ECL分子有序组装的协同增强ECL新策略. 具体而言, 以非共平面ECL分子1,1,2,2-四(4-羧基苯)乙烯(H₄TCPE)为配体采用一步水热法合成了具有优异ECL性能的新型MOF材料(Zr-TCPE). Zr-TCPE通过将发光配体H₄TCPE固定在MOF多孔材料上, 一方面其多孔结构可以促进限域空间内物质和电子的传递, 加快电化学反应的效率; 同时, MOF结构的配位键合作用限制了发光基团的自由转动与振动以及分子间的紧密堆积, 从而有效减少了非辐射弛豫和内滤效应. 和H₄TCPE的微纳晶体相比, Zr-TCPE的ECL强度提高了3.46倍, ECL效率提高了17.44倍. 采用Zr-TCPE构建了ECL生物传感平台, 成功实现了在药物刺激下肿瘤细胞释放过氧化氢(H₂O₂)的原位监测, 对临床检测肿瘤细胞具有指导意义.

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.

由于铀矿采冶、核能利用等类活动的影响, 铀引起的水体污染问题日益严重. 纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron, nZVI)及其复合材料可高效富集水溶液中低浓度的铀, 在放射性废水的处理与铀的资源回收方面具有巨大的应用潜力. 但是, 不同研究对nZVI分离铀的机理和性能尚未形成一致的解释. 因此, 本综述归纳了nZVI分离铀的研究进展, 概括了溶液及固相反应机理(如吸附作用、还原作用、沉淀作用), 重点分析了水质因素(如pH、U(VI)浓度、阳离子、阴离子、溶解氧)的影响机制. 后续研究可注重分析铀废水中nZVI的结构转化规律及水质因素的协同作用对nZVI固定铀的机理、性能的影响; 并基于放射性废水的水质或水处理工艺的特征, 优化nZVI材料结构且评估其处理放射性废水的长期稳定性和生态毒性; 确定nZVI固定铀的性能与水质组分及水处理工艺运行参数的数学相关性, 建立监测和调控工艺的方法.

光热催化是一种高效利用太阳光, 将二氧化碳转化为高价值产物的方法. 本工作以石墨相氮化碳为载体, 通过水热-浸渍两步法制备了负载铂、铁氧化物的石墨相氮化碳催化剂. 该催化剂具备优异的光热转换性能, 可实现7.36 mmol•h^-1•g_cat^-1的二氧化碳还原活性和97%的一氧化碳选择性. 使用X射线晶体衍射(XRD)、配备能量色散X射线谱(EDS)的球差校正扫描透射电子显微镜(Cs-S/TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等表征手段从催化剂物相、微观结构、表面状态、光学性能等方面对催化剂进行了表征. 结果显示, 催化剂能吸收全谱太阳光, 且具备较高的载流子分离效率. 基于原位傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)表征结果, 提出了二氧化碳在催化剂表面的可能的反应机理, 并对铂在铁氧化物表面的氢溢流效应进行了表征. 结果表明二氧化碳和氢气分别在铁氧化物、铂位点被活化, 参与催化反应. 本工作对后续光热二氧化碳还原催化剂的设计、合成与机理研究具有一定的参考作用.

荧光/光声成像和光疗技术的生物医学应用引起了人们越来越多的关注, 然而很多荧光/光声造影剂存在生物相容性较差, 缺乏肿瘤靶向性, 信噪比较低, 功能单一等共性问题, 严重限制其诊疗应用. 透明质酸具有优异的生物相容性和主动肿瘤靶向性, 可被透明质酸酶降解, 并且易于化学修饰和实现多种超分子弱相互作用力协同工作. 因此, 人们将透明质酸与荧光/光声造影剂结合制备纳米材料, 使其在细胞乃至活体的标记性能和治疗效果获得了很大的改善. 本文综述了将两类物质结合制备纳米材料的方法, 着重阐述了纳米材料的结构与性能关系, 为其未来设计和开发提供了指导, 最后对存在的主要问题以及未来的重要研究方向进行了分析和展望.

阿尔兹海默症(AD)是一种进行性神经退行性疾病, 其特征是记忆力减退、神志不清和各种认知障碍. β-淀粉样蛋白(Aβ)的自组装聚集是阿尔茨海默症患者大脑的主要特征之一, 其加剧了AD患者的神经病变和认知障碍, 因此抑制Aβ聚集是一种潜在的治疗AD的策略. 光动力疗法是抑制Aβ聚集和解聚Aβ聚集体的有效方法. 然而, 大多数光敏剂为紫外和可见光激发, 在生物组织中的渗透深度低, 并引起严重的组织损伤, 这限制了其在生物医学中的应用. 本工作构建了一种近红外光激发的双靶向上转换纳米体系应用于抑制Aβ聚集过程. 以核壳结构的上转换纳米颗粒(UCNPs)作为光转换器, 通过两亲聚合物二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-马来酰亚胺(DSPE-PEG-MAL)的疏水包覆作用负载光敏剂二氢卟吩e6 (Ce6), 在纳米颗粒表面通过马来酰亚胺与巯基的特异性反应修饰了可跨越血脑屏障的肽链TGN和靶向Aβ₄₂的肽链QSH. 实验结果表明在近红外光激发下UCNPs通过发光共振能量转移(LRET)将能量转移至光敏剂Ce6, 使其跃迁至激发态后与周围的氧气分子作用产生单线态氧(¹O₂), 不可逆地氧化Aβ, 从而有效解聚了Aβ聚集体, 降低了Aβ聚集体的神经毒性. 此外, 该体系不仅具有良好的生物相容性, 而且可以有效穿过血脑屏障靶向作用于Aβ₄₂, 显示出其在活体水平治疗AD的潜力.

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.

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.

实现了利用芳磺酸酯作原料通过各种化学键的选择性断裂制备芳基烷基醚和二芳基醚, 实现了利用吸电子基取代的芳磺酰氯与酚的反应来制备二芳基醚. 在K₂CO₃作用下, 分别利用酯基部分苯环上是吸电子基取代的芳磺酸芳基酯通过S―O键断裂与醇的反应, 芳磺酸烷基酯通过C―O键断裂与酚的反应来合成芳基烷基醚. 在K₃PO₄作用下, 利用吸电子基取代的芳磺酸芳基酯、芳磺酰氯通过C―S键断裂与酚的反应来制备邻位具有吸电子位阻官能团的二芳基醚; 此外, 在缺少相应酚的情况下, 上述的芳磺酸芳基酯在同样的条件下也可以得到相同的二芳基醚.

大环分子如环糊精、冠醚等因具备独特的空腔结构, 能够通过主-客体相互作用实现对分子、离子的特异性识别, 因此常被应用于人工跨膜离子传输系统的研究和开发. 与天然的通道蛋白相比, 大环分子具有价格低廉、性质稳定、结构易于修饰和功能化等诸多优点, 因而备受科研工作者们的关注. 本综述详细介绍了大环分子在人工离子通道领域中的研究进展, 按照不同的大环分子进行分类, 系统归纳了基于大环结构的人工跨膜通道的制备方法、结构调控以及其在生物医药领域中的潜在应用. 最后对大环类人工离子通道做了简要的总结和展望, 该综述对于发展新型人工离子通道以及发掘其潜在的应用价值具有重要意义.