2025-02-23

最近，清华大学唐军旺教授、英国卡迪夫大学C. Richard A. Catlow院士、中国科学技术大学黄伟新教授和香港大学郭正晓教授等人合作，在Nature在线发表题为“Methane oxidation to ethanol by a molecular junction photocatalyst”论文，首次提出分子内结概念，成功合成出具有交替苯单元和三嗪单元的分子内结光催化剂CTF-1，实现了光生电子和空穴的空间分离、甲烷氧化和氧气还原位点的空间分离、反应中间体甲基自由基和乙烷与具有强氧化性的羟基自由基的空间分离，从而在常温、常压下，一步高效、且高选择性地将甲烷转化为C2液体产物-乙醇。

甲烷作为天然气和页岩气的主要成分，其储量丰富，是化学合成中的重要碳资源。在温和条件下将甲烷氧化为高附加值化学品颇具前景，但甲烷分子的高度对称性和稳定性使其难以同时实现对单一目标产物的高转化率和高选择性，尤其是转化过程涉及C-C耦合步骤的产物。最近，清华大学唐军旺教授、英国卡迪夫大学C. Richard A. Catlow院士、中国科学技术大学黄伟新教授和香港大学郭正晓教授等人合作，在Nature在线发表题为“Methane oxidat...

2025-01-17

团队与上海光源动力学线站（BL 05U）合作，利用色散弯晶与位敏探测器，成功实现了无机械运动干扰的高精度、高稳定性毫秒级时间分辨全谱采集。

精准追踪催化反应过程中活性中心结构随时间的动态演化，对于解析催化剂活性增强机制至关重要。然而，常规原位X射线谱学技术通常在分钟到秒量级时间尺度内探测催化剂的稳态结构变化，难以有效捕捉具有高度动态和快速演化特性的非平衡态结构信息，严重制约了对催化机理的深入理解。为此，亟需发展具备高时间分辨能力的原位X射线谱学技术，以实现对非平衡态过程的实时、高精度追踪。此外，随着时间分辨率的提升，实验所产生的海量...

2025-01-10

联合团队利用国家同步辐射实验室BL07W软X射线成像线站开展针对细胞的同步辐射X射线三维纳米断层扫描成像，分别获取细胞内自噬体及纳米点的信息及Ti2NX纳米点在自噬体上富集的信息，证明了功能性纳米点捕获细胞内自噬体，在肿瘤内原位形成高免疫原性的自噬体癌症疫苗。

传统癌症疫苗因免疫原性低和交叉呈递效果差而受到限制。自噬体作为癌症疫苗载体，能够捕获多种肿瘤抗原，并激活肿瘤特异性T细胞。然而，自噬体在形成后很快与溶酶体/多泡体融合，难以有效逃逸，这成为实现高免疫原性自噬体癌症疫苗的主要障碍。中国科学技术大学尤业字教授团队报道了一种功能性 Ti2NX 纳米点，它可以覆盖自噬体膜脂质磷脂酰肌醇-4-磷酸，阻断自噬体与溶酶体的融合，并在肿瘤中产生稳定的纳米点包被的自噬体。...

2024-12-24

西南科技大学宋英泽课题组该团队利用国家同步辐射实验室软X射线成像光束线站(BL07W)开展针对二次电池关键材料的同步辐射X射线三维纳米断层扫描成像，分别获取来自双核铜金属有机小分子配合物催化剂内部Li2S的沉积信息，获得了CP/Cu-2-T内部空间沉积的Li2S的准确信息及解析了Li2S在Co-VC、VC和Super P三种基底材料上的沉积和空间分布情况

锂硫电池因具有显著的理论比容量（1672 mAh·g−1）和理论能量密度（2600 Wh·kg–1）而有望取代目前商用的锂离子电池。然而活性材料的不可逆损失，缓慢的硫反应动力学过程、不可控的锂枝晶生长等问题严重限制了其电化学性能发挥和使用安全性。西南科技大学宋英泽课题组该团队利用国家同步辐射实验室软X射线成像光束线站(BL07W)开展针对二次电池关键材料的同步辐射X射线三维纳米断层扫描成像，分别获取来自双核铜金属有机小分子...

2024-12-12

团队利用国家同步辐射实验室软X射线成像光束线站（BL07W）证明了丙三醇能有效修复LFP正极材料的晶体缺陷。

随着电动汽车销量的不断增长，使用LiFePO4（LFP）正极组装的废旧锂离子电池将在未来几年内退役，这对其高效环保的回收利用提出了重大挑战。而废旧LFP正极不能再利用的主要原因是锂离子损失引起的晶格缺陷和应力积累引起的结构缺陷。 近日，西南科技大学宋英泽团队提出了一种丙三醇直接再生废旧LFP的修复策略。该团队利用国家同步辐射实验室软X射线成像光束线站（BL07W）证明了丙三醇能有效修复LFP正极材料的晶体缺陷。同步辐射...

2024-09-06

金属-载体相互作用（Metal-Support Interaction，MSI）是异相催化领域中极为重要的科学概念，调控金属-载体间相互作用是调变反应路径和提升催化性能（活性、选择性及稳定性）的重要手段之一。然而，深入理解MSI并利用其实现反应路径的精准调控一直是科学难点，利用原位同步辐射技术探究MSI及其与反应路径的关联，有助于揭示并厘清实现催化反应单一路径高选择性的前提。

金属-载体相互作用（Metal-Support Interaction，MSI）是异相催化领域中极为重要的科学概念，调控金属-载体间相互作用是调变反应路径和提升催化性能（活性、选择性及稳定性）的重要手段之一。然而，深入理解MSI并利用其实现反应路径的精准调控一直是科学难点，利用原位同步辐射技术探究MSI及其与反应路径的关联，有助于揭示并厘清实现催化反应单一路径高选择性的前提。针对上述关键科学问题，中国科学技术大学国家同步辐射实验...

2024-06-02

氢能源作为一种绿色低碳、热值较高的新能源，被认为是破解能源危机的新密码受到了广泛关注。电化学水分解制氢是最有前景的制氢技术之一，但是其阳极动力学缓慢的析氧反应限制了整个电解水制氢系统的能量转化效率。

 氢能源作为一种绿色低碳、热值较高的新能源，被认为是破解能源危机的新密码受到了广泛关注。电化学水分解制氢是最有前景的制氢技术之一，但是其阳极动力学缓慢的析氧反应限制了整个电解水制氢系统的能量转化效率。单原子催化剂是一类设计高性能析氧反应催化剂的理想模型。单原子催化剂的性能与其表面单原子的密度紧密相关。对于低密度单原子催化剂，由于单原子之间的距离较远，使得反应中间体在孤立的单原子表面的吸附行为相互...

2024-06-02

锂硫电池由于高理论能量密度（2600 Wh·kg-1）而被认为是非常有潜力的下一代储能体系。然而，它们在实际应用中面临了诸多挑战：1、多硫化锂穿梭效应：在充放电过程中形成的可溶性长链多硫化锂能够穿过隔膜，导致活性物质的不可逆损失，从而降低了电池的循环稳定性和库仑效率；2、缓慢的硫反应动力学过程：较慢的硫转化反应影响了电池的放电深度；3、锂枝晶生长：在反复的充放电过程中，形成的枝晶不仅会降低电池性能，而且还有...

2024-06-02

土壤是地球上最大、最活跃的陆地生态系统碳库。全球在1米土壤深度水平上蕴含约1505 Pg碳（1 Pg = 1015 g），是全球植被碳库的3倍、大气碳库的2倍。因此，土壤对调节全球碳循环具有重要意义，土壤中微小的碳变化也会导致大气CO2的剧烈波动，引发巨大的环境效应。以往研究多认为“有机碳-矿物相互作用”是有机碳在土壤中固定的主要机制，该观点将土壤的固碳属性完全归结于矿物的表面性质，即固碳量的高低取决于矿物表面的可利用性...

2024-06-02

 质谱成像技术(mass spectrometry imaging, MSI)是基于质谱发展起来的一种分子影像技术，通过直接扫描生物样本，可以同时获得多种分子的空间分布特征，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点，已经成为基础医学、药学、微生物学等研究领域的关键技术之一。常压质谱成像技术(Ambient MSI, AMSI)因可在大气压环境下直接对组织中化合物进行解吸和电离而受到关注。在传统质谱成像技术中，待测物一般通过带电液滴和激光从组织...

2024-04-14

氢能作为一种洁净能源，是能源领域未来重要的发展方向之一。与质子交换膜电解槽和燃料电池相比，氢氧根交换膜电解槽（HEMELs）和氢氧根交换膜燃料电池（HEMFCs）工作条件腐蚀性较小，可以使用低成本的非铂电催化剂，在氢能经济中具有很大的发展潜力。然而，碱性条件下的析氢反应（HER）和氢氧化反应（HOR）动力学比酸性环境中低两个数量级左右，这给HEMELs和HEMFCs的发展带来了巨大的挑战。因此，发展高活性的碱性HER和HOR催化...

2024-04-14

 光热催化CO2加氢制备高值化学品和燃料是一种缓解能源和环境问题的有效途径。其中，活性位点和光吸收单元的精准设计是开发高效光热催化剂的关键。传统催化剂设计以氧化物负载等离激元金属助催化剂结构为主，其具有宽光谱光吸收、高效的光热转换效率和高比表面积等优点。然而，该类催化剂仍受到制备工艺复杂、成本高等问题的制约。因此，开发新型非贵金属光热催化剂具有十分重要的意义。中国科学技术大学熊宇杰教授团队和刘东教...

2024-02-28

90%以上的化学工业过程中都依赖于催化剂的参与，催化剂在整个反应过程中并不是静止不变的，许多负载型的纳米金属催化剂在使用一段时间后就会出现烧结，原本均匀的纳米金属粒子里会出现“个头”特别大的颗粒。金属颗粒从小到大的转化过程多遵循“奥斯特瓦尔德熟化”机理。

 90%以上的化学工业过程中都依赖于催化剂的参与，催化剂在整个反应过程中并不是静止不变的，许多负载型的纳米金属催化剂在使用一段时间后就会出现烧结，原本均匀的纳米金属粒子里会出现“个头”特别大的颗粒。金属颗粒从小到大的转化过程多遵循“奥斯特瓦尔德熟化”机理。多年来，“奥斯瓦尔德熟化”效应像是一道无法破除的“诅咒”，造成催化剂性能不可逆的损伤。烧结后的催化剂的活性位点数量锐减，致其催化性能“断崖式下跌...

2024-02-28

开发各种碳中和技术对于解决能源与环境问题具有重要意义。基于质子交换膜（PEM）技术的电催化二氧化碳转化（CO2RR）由于可生产高附加值化学品和燃料并可以大电流、长时间稳定工作，是实现工业化碳转换较有前景的方式之一。

  开发各种碳中和技术对于解决能源与环境问题具有重要意义。基于质子交换膜（PEM）技术的电催化二氧化碳转化（CO2RR）由于可生产高附加值化学品和燃料并可以大电流、长时间稳定工作，是实现工业化碳转换较有前景的方式之一。利用同步辐射大科学装置的多种先进表征技术研究催化剂在服役状态下的结构演变和反应机理，对于开发酸稳定的碳转换催化剂和膜电极系统具有重要的科学意义和应用价值。 合肥光源用户华中科技大学夏宝玉教...

2024-01-24

如何操控分子间相互作用实现长程自旋有序在理解和调控微观尺度的磁性行为以及开发新型宏观磁性材料和器件方面具有重要意义。然而，温度和环境对分子磁性行为和自旋有序的形成起着决定作用。高温下，热涨落会破坏自旋有序使分子间交换作用失效。根据Mermin-Wagner理论预言，二维系统不存在长程自发磁有序。因此，实现二维室温铁磁分子材料面临着巨大的挑战。为了解决这一挑战，合肥光源用户中国科学技术大学吴长征教授、郭宇桥副...