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...
2022-11-29
内燃机的自点火过程主要由低温氧化化学所调控。理想反应器与诊断手段的发展推动并促进人们对于低温氧化机制的理解和认识。法国洛林大学、法国国家科学研究中心CNRS研究员Battin-Leclerc研究团队与合肥光源燃烧线站、原子与分子物理线站合作，首次实现了高压燃烧反应器与同步辐射光电离质谱（SVUV-PIMS）相结合，开展了正庚烷1至10个大气压工况下的低温氧化实验研究。本工作利用三级差分系统将变压力射流搅拌反应器与同步辐射光...
2022-11-29
甲烷作为一种重要的碳基小分子，在自然界分布广泛，是天然气、页岩气、可燃冰、沼气等的主要成分。迄今为止，甲烷的使用仍以燃烧为主，导致排放出大量的二氧化碳。甲烷作为化工原料主要用于合成氨、甲醇及其衍生物，但其用量仅占天然气消耗量的5%-7%。虽然甲烷储量远远超过石油储量，但作为化工原料其开发程度无法与石油相比。如何将储量巨大的甲烷资源转化为具有更高经济附加值的燃料或化工产品，具有重要的科学意义和应用前景...
2022-10-22
近年来人工外延异质结受到广泛关注，其界面现象和多自由度纠缠的电子态导致的新奇电子学和磁性状态引起了大家的兴趣。目前，两个非磁材料界面出现磁性是自旋电子学器件构成中新奇的特性之一。
近年来人工外延异质结受到广泛关注，其界面现象和多自由度纠缠的电子态导致的新奇电子学和磁性状态引起了大家的兴趣。目前，两个非磁材料界面出现磁性是自旋电子学器件构成中新奇的特性之一。尽管理论预测两个反铁磁超晶格界面或者反铁磁和顺磁的界面可以出现铁磁序，近二十多年来界面磁性一直在全氧化物或者金属与氧化物的界面被报道，并通过界面电荷转移、结构耦合、轨道重组或者阳离子重组基础上的交换耦合作用调控等几种机...
2022-10-22
中国科学院空间新技术试验卫星上搭载的46.5 nm极紫外太阳成像仪（SUTRI）顺利开机，成功获得首批太阳过渡区（太阳色球与日冕之间的层次）动态成像观测数据，并捕获到近期太阳上的一些活动现象。原文链接: http://www.nao.cas.cn/news/ky/202209/t20220914_6512205.htmlSUTRI是由中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地、北京大学地球与空间科学学院、同济大学精密光学工程技术研究所、中国科学院西安光学精密机械研究所月球与深...
2022-10-12
可充电锌空气电池（ZABs）因其具有较高理论能量密度（1086 Wh·kg-1，包括氧）、低成本、本征安全性（使用水系电解质）、以及实现高倍率和长循环寿命的潜在可行性，而被认为是极具前景的下一代储能器件。然而，ZABs在放电过程中的氧还原反应（ORR）和在充电过程中的析氧反应（OER）具有非常缓慢的反应动力学，因此在工况条件下产生较大的极化，使得能源效率低下。近年来，无贵金属M-N-C（M指过渡金属原子）单原子催化剂（SACs...
2022-09-05
碱性电催化析氢反应(HER)在清洁能源的转化与存储中起着重要作用。钌(Ru)基HER催化剂因其突出的催化活性、低成本和优于铂基催化剂的耐久度，被广泛应用于碱性HER反应。
碱性电催化析氢反应(HER)在清洁能源的转化与存储中起着重要作用。钌(Ru)基HER催化剂因其突出的催化活性、低成本和优于铂基催化剂的耐久度，被广泛应用于碱性HER反应。但是，碱性介质中缓慢的水解离导致的质子供应不足以及关键中间体在催化剂上的吸附/脱附较差，给实现Ru基催化剂上的高效反应过程带来了巨大挑战。近期，合肥光源用户中国科学技术大学国家同步辐射实验室宋礼教授课题组报道了一种在碳载体上形成的具有相邻Ru单原...
2022-07-12
将二氧化碳电化学转化为用于可持续能源的增值产品是一种环境友好且经济的方法。与CO相比，C2+碳氢化合物或含氧化合物，如乙醇(C2H5OH)、乙烯(C2H4)和正丙醇(n-C3H7OH)具有显著的能量密度，在解决能源危机方面更有价值。然而，复杂的产品选择性限制了二氧化碳减排技术的发展和应用。最近高经济性的不对称C2+产物乙醇受到了越来越多的关注。之前的研究发现，通过电化学CO2RR选择性生产乙醇的催化剂的设计应该集中在最小化三种竞...
