2023-05-23
中国科学技术大学张晓东教授、谢毅教授团队与叶邦角教授团队合作，以氧化铈作为模型催化剂，报道了一种基于表面空位簇介导的受阻路易斯酸碱对（FLP）设计，并将其应用在CO2化学转化直接合成DMC反应中，实现了100%原子经济的高效催化反应活性。
中国科学技术大学张晓东教授、谢毅教授团队与叶邦角教授团队合作，以氧化铈作为模型催化剂，报道了一种基于表面空位簇介导的受阻路易斯酸碱对（FLP）设计，并将其应用在CO2化学转化直接合成DMC反应中，实现了100%原子经济的高效催化反应活性。利用过量排放的CO2制备高附加值多碳化合物，被认为是实现“双碳”路径的绿色、可行方案，也引起了研究者的广泛关注。在各种反应路径中，通过CO2与甲醇直接耦合制备具有重要工业价值和广...
2023-03-19
新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的全球大流行已对人类健康和世界经济造成了巨大打击。随着新型变异株病毒接连出现，研发高效且广谱抗新冠突变病毒药物迫在眉睫。中国科学院国家纳米科学中心、中国科学院高能物理研究所、中国科学院深圳先进技术研究院和中国科学院昆明动物研究所等单位科研人员基于新冠病毒的宿主侵染机制和“纳米蛋白冠”的原理和性质，合作研发了铜铟磷硫二维纳米材料（CIPS），该纳米材料可选择性高效结合新冠病毒以及4种VOC变异株（Alpha、Beta、Delta、Omicron）的刺突蛋白(S蛋白），进而阻断新冠病毒S蛋白与宿主细胞受体蛋白ACE2的识别和结合，从而高效地抑制病毒侵染宿主细胞。
新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的全球大流行已对人类健康和世界经济造成了巨大打击。随着新型变异株病毒接连出现，研发高效且广谱抗新冠突变病毒药物迫在眉睫。中国科学院国家纳米科学中心、中国科学院高能物理研究所、中国科学院深圳先进技术研究院和中国科学院昆明动物研究所等单位科研人员基于新冠病毒的宿主侵染机制和“纳米蛋白冠”的原理和性质，合作研发了铜铟磷硫二维纳米材料（CIPS），该纳米材料可选择性高效结合新冠...
2023-03-19
随着页岩气和可燃冰的开发和“双碳目标”的提出，甲烷作为碳资源的可能性越来越大，但将甲烷高活性和高选择性转化为高值化学品是多相催化中的长期挑战。近期，光催化表现出巨大的潜力。双氧水是光催化甲烷液相氧化制高值化学品常用的氧化剂，其与光生电子反应生成羟基自由基或过氧化氢自由基是有效的活化方式，但同时存在其与光生空穴反应生成水和氧气的副反应，极大降低了双氧水的利用效率。基于此，中国科学技术大学化学与材...
2023-03-19
随着现代技术的不断发展，铁磁材料薄膜被广泛应用于存储器中。其中通过对电子自旋属性的调控将逻辑运算和高密度信息存储相结合，是电子信息领域的重大关键技术。然而，传统的电流驱动自旋翻转不可避免地存在高温发热问题，限制了器件制备的微型化与性能的稳定性。时至今日，尽管电压调控磁各向异性技术（VCMA）得到了快速发展，但仍存在一些问题，比如高工作电压、压电材料难以集成化以及存在界面化学腐蚀等。由此可见，寻找新...
2023-03-19
异质结界面是由化学组份不相同的材料通过化学键构成的。在具有钙钛矿结构的过渡金属氧化物中，共顶点的氧八面体是通过金属离子与氧离子之间化学键连接构成了整个氧化物界面的骨架，同时也为氧化物界面物性的调控提供了得天独厚的条件。过去十多年，研究者们已经熟练掌握了通过衬底传递的失配应力、薄膜厚度引起的晶格弛豫应力以及结构对称性不同的剪切应力等调控氧化物界面的物性。科学家已经认识到界面处发生的电荷转移、轨...
2023-03-19
金属磷化物具有良好的导电性能、较高的电催化活性，可被用于调控锂硫电池的电化学反应过程。然而，金属磷化物的电催化活性仍具有提升空间，且相关作用机制仍需探索，这对锂硫电池电化学反应的合理化具有重要的学术研究价值。近日，西南科技大学的宋英泽教授团队以三元金属类普鲁士蓝（FCN-PBA）为前驱体分别制备铁钴镍三元金属磷化物和氧化物修饰的碳纳米球电催化剂(FCNP和FCNO)。其中三元金属磷化物FCNP具有丰富的极性和优异...
2023-03-11
过渡金属氧化物中由于晶格、自旋、轨道和电荷等多重自由度高度耦合，表现出极为丰富的物理特性，是多场物态调控的载体。在氧化物界面处，不连续的晶格结构导致各序参量之间的相互作用发生急剧变化，极易发生金属离子间的电荷转移、轨道重构和自旋重排等新奇现象，因此氧化物界面的原子级精准构筑、物性表征和动态调控成为功能薄膜物理领域的研究热点之一。
过渡金属氧化物中由于晶格、自旋、轨道和电荷等多重自由度高度耦合，表现出极为丰富的物理特性，是多场物态调控的载体。在氧化物界面处，不连续的晶格结构导致各序参量之间的相互作用发生急剧变化，极易发生金属离子间的电荷转移、轨道重构和自旋重排等新奇现象，因此氧化物界面的原子级精准构筑、物性表征和动态调控成为功能薄膜物理领域的研究热点之一。过去几十年，科学家们只能通过选择晶格结构和晶格常数相近的材料进行外...
2023-03-11
氧还原反应（ORR）对于质子交换膜燃料电池（PEMFC）、金属-空气电池等各种能量转换和储存系统具有重要意义。开发具有高性价比、高效率的用于ORR的电催化剂是实现这些装置大规模应用的关键。在过去的几十年里，一类新开发的共轭聚合物（CPs）网络，主要涉及结晶的共价有机框架（COFs）和非结晶共价有机聚合物（COPs），由于独特的拓扑设计原则、模块化的特征以及丰富的元素组成，在电催化领域中表现出巨大的潜力。其中，COPs材...
2023-03-11
通过研究有机分子在金属表面的吸附与反应特性来实现低维功能分子结构的可控制备具有十分重要的意义。金属衬底在表面反应过程中可以充当催化剂，从而有效降低相关反应的反应势垒。虽然人们早就意识到分子在金属表面的具体吸附构型对反应路径和反应势垒起着关键的作用，然而由于很难在单分子尺度对分子吸附构型进行调控，因此几乎没有具体实验尝试研究分子在金属表面的具体吸附构型对相关反应影响的机制。
通过研究有机分子在金属表面的吸附与反应特性来实现低维功能分子结构的可控制备具有十分重要的意义。金属衬底在表面反应过程中可以充当催化剂，从而有效降低相关反应的反应势垒。虽然人们早就意识到分子在金属表面的具体吸附构型对反应路径和反应势垒起着关键的作用，然而由于很难在单分子尺度对分子吸附构型进行调控，因此几乎没有具体实验尝试研究分子在金属表面的具体吸附构型对相关反应影响的机制。合肥光源催化与表面科学...
2023-03-11
温和条件下光催化氧化CH4为液体燃料一直是科学界和工业界追求的目标，相比较传统的甲烷转化技术（尤其是甲烷水汽重整反应）需要的高温高压反应条件，基于半导体的光催化甲烷转化技术能够利用光能克服甲烷活化的能垒，被认为是一种极具前景的能够在温和条件下实现甲烷有效转化的途径之一。
温和条件下光催化氧化CH4为液体燃料一直是科学界和工业界追求的目标，相比较传统的甲烷转化技术（尤其是甲烷水汽重整反应）需要的高温高压反应条件，基于半导体的光催化甲烷转化技术能够利用光能克服甲烷活化的能垒，被认为是一种极具前景的能够在温和条件下实现甲烷有效转化的途径之一。 中国科学技术大学谢毅团队孙永福课题组设计了由两种不同金属氧化物组成的二维面内多孔Z型异质结构ZnO/Fe2O3，实现了精准调控CH4光氧化...
2023-03-11
得益于射电天文望远镜的飞速发展，人类已经在星际介质中观测到了上百种复杂有机分子（Complex Organic Molecules，COMs），包括多种与生命相关的醛、羧酸、酯和氨基酸等。研究这些地外复杂有机分子的形成机制，有助于构建分子云和恒星形成区域的化学模型，为探索生命起源问题提供重要参考，对天体化学、天体生物学和物理化学界具有重要意义。理论计算显示仅气相反应生成的物质的浓度比观测结果低2到3个数量级，因此固相反应对复...
2023-02-20
在温和条件下，将CO2转化为有价值的化学原料或液体燃料，对于减轻温室效应和实现碳中和具有重要意义。其中，光催化被认为是一种利用太阳能转化CO2的绿色技术。在众多光催化剂中，聚合氮化碳（CN）以其优异的化学稳定性和低成本被认为是最有希望实现工业规模利用的光催化剂之一。然而，已报道的CN基材料仍然存在催化位点不足和电荷分离能力有限的问题，限制了其在光催化中的进一步实际应用。因此，需要新的策略以提高CN基材料上...
2023-02-20
通过光催化水分解法进行太阳能制氢（H2）是一种利用阳光产生绿色H2燃料的有前途、廉价且环境友好的技术。然而，目前开发的光催化剂效率低、稳定性差、价格高，严重制约了其大规模应用。因此，开发高活性、稳定且廉价的光催化剂对于实现工业规模的太阳能制氢具有重要意义。由于独特的物理化学性质，2D过渡金属磷硫属化合物（MPCx）（M=Cr、Mn、Fe等；C=S、Se和Te）在催化、光电等领域引起了广泛的关注。其具有以下特点：1）超...
2023-02-20
燃料的燃烧和挥发性有机物的大气氧化反应是非常复杂的反应过程，涉及到多种类型的化学反应、宽广的温度和压力范围、极其复杂的产物分布。因此解析燃烧和大气氧化中的反应产物，尤其是过氧化物等活泼中间体，对于阐明燃烧反应和大气氧化反应的机制是至关重要的。同步辐射光电离质谱(SVUV-PIMS)在过氧化物和自由基等活泼中间体探测等方面发挥巨大的作用，取得了系列重要研究成果。随着研究的不断深入，需要更好的区分在燃烧和大...
2023-02-20
最著名的碳形式包括石墨和钻石，但也有其它更奇特的纳米级碳异构体，如石墨烯和富勒烯，它们是具有零（扁平状）或正（球状）曲率的sp2杂化碳。碳材料研究领域近年来的诸多进展表明，从富勒烯这一具有明确结构的纳米单元出发，有望得到具有新奇性质和应用潜力的新型碳基晶体材料。
最著名的碳形式包括石墨和钻石，但也有其它更奇特的纳米级碳异构体，如石墨烯和富勒烯，它们是具有零（扁平状）或正（球状）曲率的sp2杂化碳。碳材料研究领域近年来的诸多进展表明，从富勒烯这一具有明确结构的纳米单元出发，有望得到具有新奇性质和应用潜力的新型碳基晶体材料。然而，在已经报道的制备研究中，研究人员主要是利用高温高压等极限条件，或者是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术，产物的产率较低且多为混合...
