每期速览︱《化学进展》2024年第10期

学术 2024-11-28 09:58 北京

期刊速览

2024年第10期

图案以绿色为背景，并嵌有多种环酯单体，表示环酯开环聚合而成的脂肪族聚酯是生物可降解材料的重要组成部分。主体部分中，黄色灯泡的设计代表金属配合物是催化环酯开环聚合的关键因素，所以其周围聚集了大量单体进行开环聚合; 和灯泡相连的黄色大键盘电源是元素周期表,它是有机配体的主要来源，其结构决定了金属配合物的催化性能。含有磷氮键的金属配合物展示独特的开环聚合性能，其中灯泡中为代表性的金属配合物结构。

01 综述

含磷氮键的金属化合物催化环酯开环聚合

王行, 薛小盼, 蒋友淑, 张文娟, 马艳平, 孙文华

2024, 36(10): 1425-1442.

DOI: 10.7536/PC240307

关键词：磷氮键；金属有机；均相催化；开环聚合；生物可降解聚酯

向上滑动阅览摘要

脂肪族聚酯是重要的可降解材料，可基于生物质转化获得环酯单体进而聚合制备成的大宗树脂; 环酯单体到聚酯转化的技术关键是催化剂，新型均相催化剂不仅可以高效地催化环酯开环聚合而且能够实现所得聚酯分子量及结构控制，提升树脂材料的性能。目前科研人员普遍关注席夫碱配位金属化合物，而含有磷氮键配体的多齿配位金属化合物在环酯开环聚合中展示了特异性和巨大价值。虽然氮与磷元素具有相似的电子结构，然而其电负性差异较大，所以含有磷氮键的多齿配体能够帮助调控金属的配位环境并提高环酯开环聚合的催化性能。磷氮键既可以是单键也可以是双键，作为配体与金属配位时总是氮原子优先配位，磷则帮助调控邻近配位氮原子上空间位阻与电子效应，其结果不仅提高了催化活性而且能够对所得聚酯结构实现剪裁。本文集中讨论近年来含磷氮键的金属配合物催化环酯的开环聚合，基于配体结构系统地总结了配体结构与催化性能以及所得聚酯产物微结构的关联，以求推进新型高效配合物催化剂的设计合成，引导产业界选出具有实用价值的催化剂，推动相关科学发展与实现产业化。

长按识别二维码阅读全文

02 综述

氧气电还原合成H2O2高性能电催化剂的先进设计策略

丁雅妮, 周伟, 高继慧

2024, 36(10): 1443-1455.

DOI: 10.7536/PC240212

关键词：氧化还原反应；过氧化氢；电子结构调控；几何结构调控；表面功能化修饰

向上滑动阅览摘要

过氧化氢（H2O2）作为环境、化工和能源领域中重要的化工原料，被广泛应用于高级氧化过程、有机化学合成及能源转化技术中。相比于传统的蒽醌法，基于氧气电还原合成H2O2技术（ORR）提供了一种经济、高效、无害的替代工艺，具备低碳生产及储能潜力。为进一步提高反应选择性及能量转化效率，开发具有高活性、高选择性和长效稳定性的电催化剂是调控反应决速步骤的中间体吸脱附行为，改善反应物种高效界面能质传递的关键，从而进一步提高ORR合成H2O2的催化活性及能量转化效率。基于此，本文系统性地综述了近年来通过ORR合成H2O2体系中高性能电催化剂的通用设计策略，从电子结构调控、几何结构调控、表面功能化修饰及原子级活性位点设计等4个方面对先进电催化剂的合成策略及调控机制进行了总结与梳理。最后，本文围绕ORR电催化剂的设计方向及应用前景提出了相应的展望与建议。

长按识别二维码阅读全文

03 综述

锂离子电池高电压耐受电解液

李罗钱, 饶睦敏, 陈宏, 廖世军

2024, 36(10): 1456-1472.

DOI: 10.7536/PC240310

关键词：锂离子电池；高压电解液；溶剂；添加剂；失效机制

向上滑动阅览摘要

随着电动汽车及个人智能电子设备的快速发展，发展高能量密度的锂离子电池已成为十分紧迫的重要课题，使用高电压的电极材料、提高电池的工作电压是实现高能量密度的重要途径。传统的碳酸酯电解液在高于4.3 V电压时会发生氧化反应等导致电解液分解，是发展高压电池的主要瓶颈之一。为解决这一问题，近年来人们在高压电解液设计及开发方面开展了大量的探索工作，取得了重要的研究成果。本文阐述了锂离子电池在高电压下的失效机制，以及电解液的变化对于电池性能的影响和机理；详细介绍了国内外学者在高电压电解液开发及抑制高电压衰减的策略方面的研究进展，并指出了高压电解液目前存在的困难及挑战，对未来解决这些问题和挑战的研究方向进行了展望。

长按识别二维码阅读全文

04 综述

硫酸盐还原菌竞争在电化学系统中对废水处理的影响

何瑶瑶, 李伟超, 陈张毅, 常海, 王捷, 吴云

2024, 36(10): 1473-1489.

DOI: 10.7536/PC240308

关键词：硫酸盐还原菌；菌群竞争；微生物电化学；电子供体；电子介导；碳硫比

向上滑动阅览摘要

硫酸盐还原菌（SRB）是一类广泛存在于水环境中的菌群，其在废水处理中发挥着重要作用。水处理过程中菌群竞争不仅是一种常见的微生物行为，也是一种提高处理效能的方法。然而SRB菌群的调控在实际应用中受到多种因素的影响而较难稳定控制。近年来，通过引入电化学对SRB菌群电子传递过程进行人为干预，可实现利用调节菌群竞争过程从而提高硫酸盐去除效能的目的。但目前关于水环境中SRB的菌群行为模式及微生物电化学系统对SRB竞争行为的影响都缺乏总结。本文综述了近年来关于SRB和其他菌群代谢行为、SRB对电子供体的利用及影响SRB菌群竞争的因素，总结了微生物电化学影响SRB菌群中电子转移路径与菌群竞争的关系，并探讨了其未来的发展和挑战。

长按识别二维码阅读全文

05 综述

基于改性苯环的有机多功能发光材料研究进展

邴研, 姚旭森, 毛兵, 庄向阳, 姜鸿基

2024, 36(10): 1490-1519.

DOI: 10.7536/PC240206

关键词：苯；化学改性；有机多功能发光材料；荧光；金属有机配合物或簇合物磷光；热活化延迟荧光；聚集诱导发光；纯有机室温磷光

向上滑动阅览摘要

具有大的共轭结构的有机发光材料的光电性能与分子结构以及分子间相互作用密切相关。苯环具有稳定性高、结构简单以及结构与性能之间关系直接等特点，是研究发光体激发态性质的最佳模型化合物。但室温环境下苯是液体，在苛刻低温条件下才会成为固体。将苯环固定到各种含杂原子的环境响应性骨架中，大范围开展其凝聚态结构和激发态性质研究，将解决在不同聚集态下苯基发光体的发光机理这一重要科学问题。本文从化学改性角度首先总结了近年来通过杂环、苯环共轭拓展，苯环外围杂原子取代，苯环之间桥连和其他组合策略对苯进行化学改性的研究进展。在此基础上，按照不同发光机制综述了改性苯环在合成荧光材料、金属有机配合物或簇合物磷光材料、热激活延迟荧光材料、聚集诱导发光材料和纯有机室温磷光材料等有机多功能发光材料中的应用。最后，还展望了基于改性苯环的有机多功能发光材料未来的研究重点和发展前景。

长按识别二维码阅读全文

06 综述

耐高温隔热氧化物气凝胶研究进展

许晴, 王昕悦, 蔡伟杰, 段红娟, 张海军, 李少平

2024, 36(10): 1520-1540.

DOI: 10.7536/PC240208

关键词：氧化物气凝胶；耐高温；隔热

向上滑动阅览摘要

氧化物气凝胶是一种三维纳米多孔材料，具有高孔隙率、高比表面积、低热导率及高熔点等优点，表现出了优异的耐高温以及隔热性能。本文综述了氧化硅、氧化铝、氧化锆气凝胶、二元和多元耐高温隔热氧化物气凝胶及其复合气凝胶的研究进展，总结了氧化物气凝胶的制备方法和性能，提出了其中存在的问题，并对氧化物气凝胶在耐高温隔热领域的应用进行了展望。

长按识别二维码阅读全文

07 综述

基于Marangoni效应的微气泡/液滴操控

魏振林, 王鸿飞, 陈亚亮, 邢俊波, 李大勇

2024, 36(10): 1541-1558.

DOI: 10.7536/PC240215

关键词：微气泡/液滴操纵；马兰戈尼效应；界面流；热梯度；浓度梯度

向上滑动阅览摘要

微气泡/液滴在均匀温度梯度/溶质浓度梯度下会产生热毛细迁移/溶质迁移，进而在两相界面，尤其是气液界面处产生Marangoni效应。Marangoni效应可以在明显大于物体尺寸的距离以较高的速度实现对微气泡/液滴的操控，在生物、化学、医疗、材料、微制造等领域具有重要的潜在应用。本文介绍了光热/ 溶质Marangoni效应在微液滴/气泡操控过程中的驱动原理与特点；重点综述了不同驱动方式下微气泡/液滴Marangoni效应的研究现状，包括光热Marangoni效应引起的液滴动态变化、液滴在各种疏水表面上的移动原理以及激光照射下Marangoni效应对气泡移动、分离的控制过程；对热梯度驱动的Marangoni效应和溶质Marangoni效应控制气泡/液滴分离、蒸发、混合的典型案例进行了综述和分析；同时，介绍了近年来Marangoni效应在微气泡/液滴领域的最新应用，并对微气泡/液滴Marangoni效应未来的发展方向进行了展望。

长按识别二维码阅读全文

08 综述

液态锂资源提取技术

陈振楠, 杜晶晶, 史建波

2024, 36(10): 1559-1566.

DOI: 10.7536/PC240217

关键词：液态锂；锂资源分布；提取技术

向上滑动阅览摘要

锂作为全球重要的新兴关键矿产之一，被世界各主要经济体列为战略性或关键矿产，其重要性在世界范围内不断提高。世界上的锂资源储量丰富，但分布不均、需求集中。目前，液态锂资源已成为世界上主要的锂开采矿源之一。然而，由于高品质的液态锂资源稀缺，导致大量液态锂资源开采困难。基于此，本文阐述了目前锂资源的应用和分布现状，分析了液态锂提取的四种主要技术，并总结了锂离子筛吸附剂的成型方法。

长按识别二维码阅读全文

09 综述

基于细胞捕获和释放的刺激响应型多功能核酸水凝胶

王丹钰, 郭梦珂, 郭子涵, 黄梦雨, 易桦, 张开翔

2024, 36(10): 1567-1580.

DOI: 10.7536/PC240216

关键词：核酸水凝胶；刺激响应；细胞捕获；细胞释放；生物医学

向上滑动阅览摘要

核酸水凝胶具有良好的亲水性、可调节性和生物相容性，在过去几年里引起了广泛的关注，特别是在医疗领域和智能材料领域展现了良好的应用前景。核酸水凝胶具有刺激响应型，例如pH、光、温度、化学触发等外部刺激均可以引起它的物理化学变化，实现对环境的感知和响应型形变，进行时空可控的精准细胞治疗。基于刺激响应型核酸水凝胶的细胞捕获与释放可用于控制和调节细胞的行为，在生物医学研究和应用中发挥重要作用。基于此，本文总结了纯核酸水凝胶以及聚合物-核酸杂化水凝胶的制备方法，探讨了不同刺激响应型核酸水凝胶的应用策略，并重点综述了其基于细胞捕获和释放在细胞成像、药物递送和细胞治疗等方面的研究。最后讨论了核酸水凝胶研究亟须解决的问题，并对核酸水凝胶的未来发展进行了展望。

长按识别二维码阅读全文

10 综述

层状高镍正极材料单晶化研究

郝璐琦, 朱新宇, 李永健, 黄擎, 李宁, 苏岳锋

2024, 36(10): 1581-1593.

DOI: 10.7536/PC240301

关键词：高镍正极材料；单晶；合成；改性策略

向上滑动阅览摘要

高镍锂镍锰钴氧化物（NMC）三元正极活性材料具有高比容量和高功率等优点，是具有前途的锂离子电池正极材料之一。然而目前大多数的高镍三元层状材料为多晶颗粒，其体积能量密度、循环稳定性等并不令人满意。因此，独立且分散良好的单晶高镍三元层状材料（SC-NMCs）可作为替代多晶高镍三元正极的最佳候选材料。本文首先系统地从前驱体制备、材料烧结和锂盐补充等角度综述了如何合成SC-NMCs及其与单晶材料性能的构效关系。第二，综合性地总结了SC-NMCs相比多晶材料的性能优势，特别是颗粒间无裂纹的形貌表现出良好的循环性能。第三，针对SC-NMCs的劣势与挑战，全面地介绍了关于SC-NMCs的元素掺杂、表面改性、双重改性等改性策略。本综述对SC-NMCs的合成与改性提出了创新性的观点，对下一代锂离子电池单晶高镍三元正极材料的应用与发展提供了方向性指导。

长按识别二维码阅读全文

11 综述

纳米纤维复合水凝胶研究进展

马雨晴, 李政, 郑国保, 张松楠, 巩继贤, 乔长晟

2024, 36(10): 1594-1606.

DOI: 10.7536/PC240305

关键词：纳米纤维；水凝胶；复合材料；力学性能

向上滑动阅览摘要

水凝胶因其优异柔软性、湿润性、响应性和生物相容性等特性已成为跨学科研究最广泛的材料之一。但水凝胶的力学性能较差，无法满足作为一些特殊材料的使用。纳米纤维因其高长径比、纤维形貌均匀和易功能化等特点，被用来制备具有纳米尺寸、多孔结构和可调机械性能的纳米纤维复合水凝胶。纳米纤维复合水凝胶具有合适的机械性能、延展性、黏附性和可以模拟细胞外基质（ECM）的微观结构及细胞的微环境等特点，使其在多领域广泛应用。本文从纳米纤维复合水凝胶的分类、制备方法及其在多功能伤口敷料、组织工程、传感器、吸滤材料等领域的开发及应用进行总结，并对其未来的发展进行了展望。

长按识别二维码阅读全文

· 期刊速览 · 带您走近《化学进展》

点击文末「阅读原文」，直达文献。

感谢您的关注，转载此篇文章请联系我们！

化学进展

《化学进展》是由中国科学院主管, 以刊登化学领域综述与评论性文章为主的学术性期刊。读者可从中了解化学专业领域国内外研究动向、最新研究成果及发展趋势。主要栏目有：综述与评论，专题论坛，科学基金，基础研究论文评介，动态与信息等。

最新文章

编辑推荐︱基于Marangoni效应的微气泡/液滴操控

编辑推荐︱耐高温隔热氧化物气凝胶研究进展

编辑推荐︱硫酸盐还原菌竞争在电化学系统中对废水处理的影响

编辑推荐︱基于改性苯环的有机多功能发光材料研究进展

编辑推荐︱锂离子电池高电压耐受电解液

编辑推荐︱氧气电还原合成H2O2高性能电催化剂的先进设计策略

编辑推荐︱封面文章：含磷氮键的金属化合物催化环酯开环聚合

每期速览︱《化学进展》2024年第10期

编辑推荐︱可溶性铝的检测方法及其在气溶胶研究中的应用

编辑推荐︱电发酵技术强化有机废物资源化的原理及应用

编辑推荐︱湖库水体藻类浓度预测模型的原理和应用

编辑推荐︱基于镓盐或卟啉镓的铁阻断抗菌剂

编辑推荐︱综述文章怎么写？这篇顶刊手把手教！

编辑推荐︱药物及个人护理用品的生态毒理

编辑推荐︱生物质基传感器的构筑及其在人体健康监测中的应用

编辑推荐︱多功能红外隐身材料的设计及应用

编辑推荐︱MXene材料的红外应用研究进展与挑战

编辑推荐︱三元无规策略在高性能非富勒烯有机太阳能电池活性层的应用

编辑推荐︱用于电催化硝酸盐还原的铜基催化剂

编辑推荐︱合成条件对锂离子电池正极材料性能的影响

编辑推荐︱封面文章：细胞内单链DNA及高通量分析技术

每期速览︱《化学进展》2024年第9期

编辑推荐︱基于树状大分子荧光成像试剂的制备及其癌症生物医学应用

编辑推荐︱有机硝酸酯的大气化学及测量

硼烯的实验制备及其在传感器件方面的应用

编辑推荐︱封面文章：MXene的原位转化与应用

每期速览︱《化学进展》2024年第8期

光催化固氮催化剂性能提升策略分析

编辑推荐︱MXene基复合材料的制备及其在光电催化合成氨中的应用

编辑推荐︱水凝胶纺织复合材料

中国化学印记︱金振声：“人工光合作用”——化学王冠上待摘的一颗明珠

编辑推荐︱屏蔽伽马射线高Z复合材料

编辑推荐︱甘油选择性氧化制乳酸贵金属催化剂

编辑推荐︱MOFs基光电化学传感界面及其应用

编辑推荐︱生物质基平台化合物催化转化制备戊二醇

编辑推荐︱Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族量子点制备与发光二极管器件

编辑推荐︱4-单取代-1,2,3-三氮唑的合成研究

编辑推荐︱过渡金属磷化物在催化反应中的稳定性

编辑推荐︱高镍三元材料的研究进展

编辑推荐︱过渡金属化合物表界面调控对超级电容的增强机制

编辑推荐︱压电生物传感器及其在医疗健康中的应用

编辑推荐︱钠离子电池层状氧化物正极材料的耐高电压性能

编辑推荐︱催化材料的空间限域效应及其低温脱硝应用

封面文章︱纳米材料表面化学作用之电子结构原理

每期速览︱《化学进展》2024年第7期

编辑推荐︱单晶高镍三元正极材料的合成及改性

编辑推荐︱基于微流控芯片的体外血管网络模型的研究进展

编辑推荐︱聚多巴胺微胶囊的构建及其应用

编辑推荐︱聚合物-微生物杂合体的构建及催化应用

封面文章︱纳米材料表面化学作用之电子结构原理

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉