封面之美:结构化学的创意评选

文摘   2025-01-03 10:53   福建  

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尊敬的广大读者与科研同仁们:

岁序常易,华章日新;一元复始,再谱新篇。


在时光的坐标轴上,Chinese Journal of Structural Chemistry (CJSC) 的征程从未停驻,始终在守正拓新的路上坚实迈进,在铸品立誉的路上笃定前行。各期封面皆为科学与艺术交融的典范之作,既呈现结构化学领域前沿硕果,亦彰显别具一格的创意巧思。


2023—2024 年度 CJSC 最具创意封面评选,投票通道现已正式开启,全程秉持公正、透明原则。评选结果将于投票截止后的一周内正式揭晓。票数位列前三的封面作者,将荣获 “CJSC 最具创意封面” 证书,并获赠 CJSC 悉心定制的专属礼品。


诚盼您密切关注活动进程,为心动之作投出手中宝贵一票,共同见证 CJSC 最具创意封面的诞生!




规则及奖项

票时间:即日起—2025年1月20日零点


投票方式:文末设置专属投票窗口。每位读者仅有一次投票机会,请审慎抉择。


奖项设置:最具创意封面奖1个,卓越创意封面奖2个,新锐封面奖3个


评选标准:视觉美学独具匠心,紧扣内容精准表意,艺理相济别出心裁,适配刊风和谐统一



Vol. 42, Issue 1



中国科学院福建物质结构研究所赵三根研究员

该封面主要围绕非线性光学晶体研究展开。本期专刊涵盖了新型晶体的发现、晶体结构与性能的关系探讨,以及相关材料体系的研究进展综述。这些成果为非线性光学晶体的合理设计与合成提供了重要思路,对深入理解晶体结构与光学性能之间的关联具有关键意义,同时也为非线性光学领域的进一步发展提供了坚实的科学依据,在激光光谱、精密测量、量子信息以及工业激光加工等诸多领域发挥着重要作用。



Vol. 42, Issue 2



陕西师范大学翟全国教授

本期封面聚焦于晶态多孔材料领域,展示了近期在该领域取得的系列重要研究成果,涵盖了金属 - 有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs) 和超分子有机框架(SOFs) 等材料的合成、性能及应用研究。相关成果不仅丰富了晶态多孔材料类型,更在能源、环境和催化等领域展现出突出的应用潜力,为相关领域的发展提供了新策略、新思路和新方法。



Vol. 42, Issue 3



青岛大学钟德高教授等——Structural design and characterization of a new chalcone molecular derivative crystal DMNC with high second-order nonlinear coefficient

青岛大学钟德高教授等通过在苯基苯乙烯酮中引入萘环和甲氧基成功合成了一例新型有机非线性光学晶体DMNC。萘环的引入极大地增强了二阶超极化率,使得DMNC晶体的倍频响应与参比化合物相比提升了2.3倍,倍频响应达到尿素晶体的35倍。此项工作为有机非线性光学晶体的设计合成提供了新思路。



Vol. 42, Issue 4



江苏大学逯子扬教授等——Utilization of porous liquids for catalytic conversion

江苏大学逯子扬教授等发现在气-液-固非均相反应中,大多数多孔固体的孔隙容易被溶剂、基质或助催化剂等占据,且大多数气体在液相中的溶解度有限,导致活性位点附近气体局部浓度低。多孔液体可以实现非均相反应到均相反应的转变,促进气体在液相中的溶解和传递,并改善气体与活性位点的接触,使其具有优异的催化转化性能。因此,多孔液体在催化转化领域的应用具有广阔前景。



Vol. 42, Issue 5



北京大学深圳研究生院肖荫果教授等——Structural insights into lithium-deficient type Li-rich layered oxide for high-performance cathode

本期为中子散射方法在结构化学研究中的应用专刊,内容涉及中子在分子团簇、反常热膨胀材料、电池正负极材料、质子导体、有机光伏材料、固态电解质等体系中的应用研究。本期封面表现了中子作为性质独特的微探针,能够与材料中不同原子的原子核发生核散射的过程。通过中子散射实验精确解析材料的微观结构并建立准确的构效关系,为优化材料体系的结构和性能提供重要科学依据。



Vol. 42, Issue 6



兰州大学曹靖教授——UV-resistant salicylic acid as interface modifier for efficient and stable perovskite solar cells

兰州大学唐瑜教授、曹靖教授和中国科学院兰州化学物理研究所杨生荣研究员团队利用水杨酸作为多功能界面修饰材料,通过羧基与氧化铈和钙钛矿中的金属离子相互作用,钝化界面缺陷并促进电荷传输。此外,水杨酸可以吸收紫外光,从而提升器件的紫外光和整体稳定性。该研究为设计高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路。



Vol. 42, Issue 7



浙江大学刘昭明研究员团队——Turning brittle mineral to flexible one by the control of solid structure

本期封面文章聚焦浙江大学刘昭明研究员团队在杂化材料合成领域的新突破。团队通过定向设计的无机离子寡聚体官能团化反应,成功合成一类有机-无机杂合分子,这类分子同时实现了有机共价与无机离子片段的整合。随后,他们以这些杂合分子作为前驱体,自下而上构建了分子尺度的共价-离子双连续网络,最终制备出一种全新物质——“弹性陶瓷塑料”。该物质集橡胶的弹性、陶瓷的硬度以及塑料的可循环特性于一身。



Vol. 42, Issue 8



陕西师范大学郑浩铨教授等

本期封面总结了8篇学术论文,这些研究聚焦于无机材料作为电催化剂和光催化剂,在廉价化学品合成(如固氮和CO2还原反应)及能量转换反应(如HER、OER和ORR)中的应用。这些研究成果为无机非均相催化剂的合理设计与合成、其在多种反应中的应用,以及非均相结构与催化活性之间关系的深入理解提供了重要的科学依据,具有显著意义。



Vol. 42, Issue 9



中国石油大学(华东)范卫东副教授等——Metal-ion-tuned metal-organic frameworks for C2H2/CO2 separation

中国石油大学(华东)范卫东副教授等利用网状化学策略,通过在卟啉中心修饰不同的金属离子,构筑了三种同构Al-MOF(Al-TCPP、Al-TCPP(Co)和Al-TCPP(Fe))。这些金属离子的引入显著调控了框架对C2H2和CO2的亲和力,从而提高了Al-TCPP(Co)和Al-TCPP(Fe)对C2H2/CO2的分离选择性。该研究报道的金属离子调控策略为构筑气体分离功能导向功能材料提供了理论指导。



Vol. 42, Issue 10



广西大学尹诗斌教授等——Modulating metal-support interaction between Pt3Ni and unsaturated WOx to selectively regulate the ORR performance

广西大学尹诗斌教授等通过调控钨氧化物(WO)的氧空位浓度,精准调控负载铂镍合金(Pt₃Ni)的氧还原反应性能。研究发现,氧空位调节金属-载体间的电荷分布,可显著提升活性,但高浓度会降低稳定性。该研究报道了氧空位调控的金属-载体协同作用对氧还原性能的影响规律,为设计高效稳定的催化剂提供了新思路。



Vol. 42, Issue 11



广西大学尹诗斌教授等——Synergized oxygen vacancies with Mn2O3@CeO2 heterojunction as high current density catalysts for Li–O2 batteries 

在本期封面文章中,广西大学尹诗斌教授团队发现异质结协同氧空位可以提高对氧气和超氧化锂物种的亲和力,诱导形成低充电过电位的过氧化锂薄膜,从而提高锂氧电池在大电流密度下的循环稳定性。该研究报道了一种调控过氧化锂成核和分解的新策略,为开发锂氧电池大电流密度下高效、稳定的阴极催化剂提供了参考。



Vol. 42, Issue 12



华南农业大学李鑫教授等——Effective photocatalytic hydrogen evolution by Ti3C2-modified CdS synergized with N-doped C-coated Cu2O in S-scheme heterojunctions

本期封面紧扣S型异质结光催化析氢这一核心主题展开设计。画面中呈现的阵列基底、链接支架、笼状结构与电子路径巧妙地象征了Ti3C2 MXene、CdS、碳包裹Cu2O和光催化反应过程中的S型电子传递现象,而美丽的气泡则直观地代表了光催化析氢这一关键反应。在当前能源领域,光催化析氢对于实现太阳能向清洁能源的转化具有极其重要的意义。然而,光催化剂在实际应用中存在光吸收性能欠佳、载流子复合快及光腐蚀严重等一系列亟待解决的问题。文中所提出的Ti3C2-CdS-Cu2O@NC多元杂化S 型异质结光催化剂能够同时有效地解决这些技术瓶颈,大幅提升析氢速率。封面通过富有艺术感的分子结构展示,专业且形象地呈现了这一前沿科技成果。



Vol. 43, Issue 1



武汉工程大学杨欢教授等——Magnetic field-assisted microbial corrosion construction ironsulfides incorporated nickel-iron hydroxide towards efficientoxygen evolution

武汉工程大学杨欢、江学良教授等发现磁场能够增强电化学腐蚀的传质过程和促进微生物硫酸盐还原菌的生长代谢构筑硫化物修饰的镍铁氢氧化物催化剂。磁场促进微生物腐蚀生成的FeS有利于优化析氧过程中O中间体的解吸,硫化亚铁和镍铁氢氧化物之间的协同作用解释了增强的析氧活性。该研究报道了磁场辅助微生物腐蚀构筑高效过渡金属析氧催化剂的方法,为设计高效的生物膜电极提供了一种有效的策略。



Vol. 43, Issue 2



南京理工大学张侃教授研究论文——Boosting bulk charge transport of CuWO4 photoanodes via Cs doping for solar water oxidation

南京理工大学张侃教授课题组生动地阐述了电荷传输过程中遇到的阻碍和解决策略。钨酸铜光阳极内的铜离子相当于高速公路上的障碍物,严重阻滞了光生电荷达到目的地的过程。铯原子的引入为这条原本拥堵的道路创造了一条畅通无阻的辅助通道,使得原本因堵塞而停滞不前的电荷能够顺利到达表面并参与到氧化反应中。该项研究不仅为钨酸铜这种理论上具有出色性能但受限于低体相电荷传输效率的光电化学光阳极的未来发展提供了宝贵的思路,也为光电化学光阳极材料的选择与优化提供了重要的参照。



Vol. 43, Issue 3



中山大学余丁山教授等研究论文——Long-lifespan aqueous alkaline and acidic batteries enabled by redox conjugated covalent organic polymer anodes

中山大学余丁山教授课题组与广西大学朱园勤教授课题组合作,构筑了一种兼具氧化还原活性、超亲水性和宽pH适应性的共价有机聚合物(COP) 作为酸性和碱性水系电池的长寿命负极材料。传统无机负极材料难以同时具备对酸性和碱性电解液的耐受性,且在反应过程中易产生溶解、腐蚀或枝晶等问题,严重制约了电池循环寿命的提升。COP的无定形交联网络和扩展共轭结构能够赋予其畅通的离子和电子传输通道以及优异的酸碱共耐受性,因此展现出了快速的表面控制氧化还原反应动力学以及在单电极和全电池体系中一致的超高稳定性。该项研究为用于酸性和碱性水系电池的高性能和长寿命聚合物电极的结构设计和实际应用提供了理论指导。



Vol. 43, Issue 4



浙江大学孟祥举教授等综述——Templates for the synthesis of zeolites

浙江大学肖丰收、孟祥举课题组就分子筛合成中模板剂的类型、作用和设计原理等方面的研究进展进行综述。封面中所展示的是ITH分子筛,其在甲醇制丙烯反应中具有较好的催化效果。有机模板剂六甲双铵阳离子是合成该分子筛的关键。后续研究者还通过遵循一些设计原则设计多个新型模板剂合成ITH分子筛。文章中介绍了模板剂的类型包括无机模板剂(如碱金属阳离子、碱土金属阳离子等)、有机模板剂(如季铵阳离子、季磷阳离子、有机胺、有机醇和金属配合物等)和分子筛晶种;总结了模板剂在分子筛合成中的作用,如结构导向、空间填充和电荷平衡等;为了高效合成分子筛,总结了模板剂与分子筛骨架间能量匹配、电荷密度失配、分子筛骨架与模板间结构匹配等原则指导分子筛合成。该综述将有助于分子筛研究人员进一步了解分子筛与模板剂,以高效设计分子筛模板剂并制备高质量的分子筛催化剂。



Vol. 43, Issue 5



香港科技大学林振阳教授论文——A classification scheme for inorganic cluster compounds based on their electronic structures and bonding characteristics

香港科技大学林振阳教授基于电子结构的特征提出一种无机簇分类新方案,将无机簇化合物分成五类: Jellium簇、Wadian簇、电子精确簇、p-给体配位的金属-金属键簇和反铁磁耦合高自旋金属簇。传统思维通常考虑几何结构,但同样几何结构的无机簇化合物可显示出不同的物质性质。本文提出的分类方案对无机簇化合物的理解引进了新思想、新概念,让研究人员可以深入探索电子结构与物质性质的关系,从而进一步推动新材料设计、高效催化体系发展和其他应用的纵深研究。



Vol. 43, Issue 6



中国科学院福建物质结构研究所李丽娜研究员论文——Structure design of lead-free chiral-polar perovskites for sensitive self-powered X-ray detection 

中国科学院福建物质结构研究李丽娜研究员基于低对称性的手性有机基元结构设计合成一例具有手极性结构的非铅杂化钙钛矿,手极性结构特征赋予其在X-射线辐射下的体光伏效应,开路电压为1.1 V,并基于单晶体光伏效应实现了无需外加偏压的自供电X-射线探测,响应度5.2 μC Gyair−1 cm−2。本论文深入分析了手极性结构中自发极化与自供电探测性能之间的关系,进一步为化学设计高性能的自供电X-射线探测材料提供研究思路。



Vol. 43, Issue 7



北京高压科学研究中心吕旭杰课题组等——Pressure-induced emission in 0D metal halide (EATMP)SbBr5 by regulating exciton-phonon coupling

北京高压科学研究中心吕旭杰课题组与中国科学院上海硅酸盐研究所秦鹏研究员等合作,设计并合成了新型零维杂化金属卤化物(EATMP)SbBr5,并通过高压调控结构,将(EATMP)SbBr5从不发光状态转变为强深红色发光状态。原因在于,高压诱导的声子硬化减弱了其与激子的相互作用,减少激发态与基态的重叠,从而有效抑制了声子辅助的非辐射复合损耗。通过引入黄昆因子S量化激子-声子耦合强度,揭示了零维杂化金属卤化物的荧光强度与S之间的构效关系,将S值调控到21可实现最强发光。这项研究为基于激子-声子耦合调控设计零维杂化金属卤化物提供了研究思路。



Vol. 43, Issue 8



广东工业大学何军教授等——Insight into stable, concentrated radicals from sulfur-functionalized alkyne-rich crystalline frameworks and application in solar-to-vapor conversion 

广东工业大学何军教授等人设计合成了基于富炔基回折型有机配体的锆基多孔框架。通过简易的热处理,多孔框架中富炔基有机配体发生多米诺环化,形成具有缺陷、不饱和键的多环π共轭体系,得到稳定持久的有机自由基。同时,在有机分子层面上,发现这一策略具有普适性。该研究为开发新一代稳定持久的自由基材料提供了新思路。



Vol. 43, Issue 9



南开大学师唯教授等——Luminescent coordination polymers with mixed carboxylate and triazole ligands for rapid detection of chloroprene metabolite

南开大学师唯教授等人设计合成了两例基于羧酸配体和含氮有机配体的新型配位聚合物。其中水稳定性的化合物2作为一种很有前途的传感材料,被应用于二氯丁烯的代谢物1-羟基-2-丁酮(1H2B)的检测,在水溶液中对1H2B具有较高的选择性和较强的抗干扰能力。作者对传感机理进行了深入的研究。本研究提供了一种简便、快捷的方法来代替二氯丁烯的直接检测。



Vol. 43, Issue10



太原理工大学李立博教授等——Electrostatically driven kinetic inverse CO2/C2H2 separation in LTA-type zeolites

太原理工大学李立博教授等人利用钾离子调控5A沸石,实现了CO2和C2H2的反转分离。通过构建致密的孔隙空间,限制了气体分子进入孔道时的取向,使电荷识别分离成为可能,两种气体在孔道中表现出显著的动力学扩散差异,从而能够从CO2和C2H2混合气中一步分离得到高纯度的C2H2。本研究为沸石材料实现CO2/C2H2的高效分离提供了一种新的思路。



Vol. 43, Issue 11



福州大学林森教授等——Nitrogen doping retrofits the coordination environment of copper single-atom catalysts for deep CO2 reduction

福州大学林森教授等人通过氮原子掺杂,对负载于缺陷石墨烯上的铜单原子催化剂 (Cu SACs) 的配位环境予以调控,并探究了其表面二氧化碳还原反应 (CO2RR) 的电催化性能。其中,氮原子在次配位层掺杂的三配位Cu SACs具有适中的*CO 结合强度,能有效实现CO2电还原为甲烷、甲醇等深度还原产物。该研究有利于深入理解CO2RR在单原子催化剂上的反应机理,还为设计高效的CO2深度还原单原子催化剂提供了思路。



Vol. 43, Issue 12



福州大学李留义研究员等——Alkyl-linked TiO2@COF heterostructure facilitating photocatalytic CO2 reduction by targeted electron transport

福州大学李留义研究员等人通过配位桥连作用,对二氧化钛和铜卟啉基共价有机框架半导体复合材料的界面电荷传输行为予以调控,并探究了其光催化CO2还原反应性能。研究结果显示二氧化钛上的光激发电子能够沿烷基桥连链向Cu反应位点定向转移,显著提高了光生电荷的空间分离和利用效率,能有效实现CO2和H2O反应生成CO和O2。这种靶向电子递送策略有利于抑制电荷复合,提高光生电荷利用效率,为设计高效光催化剂提供了思路。


结构化学CJSC
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