2020-04-02

丙烷氧化脱氢制丙烯（ODHP）近些年来越来越受到研究者的关注。由于该反应在热力学上有利，具有更低的反应温度和抑制积碳的特性，是一种比较有前景的替代石脑油裂解或丙烷直接脱氢制丙烯的路径。然而，ODHP反应中产生的烯烃容易发生过度氧化，并生成大量副产物COX，因此很难工业化。最近，研究者们发现六方氮化硼（h-BN）催化剂在ODHP过程中表现出优越的性能和良好的选择性。与传统的在ODHP反应过程中所使用的钒钼基金属氧化物催化剂相比，六方氮化硼催化剂对碳氧化物表现出较低的选择性，在副产物中乙烯的选择性较高。使用六方氮化硼和使用金属氧化物时产物选择性的不同表明使用这两类催化剂进行ODHP过程的反应机理也是不同的。

丙烷氧化脱氢制丙烯（ODHP）近些年来越来越受到研究者的关注。由于该反应在热力学上有利，具有更低的反应温度和抑制积碳的特性，是一种比较有前景的替代石脑油裂解或丙烷直接脱氢制丙烯的路径。然而，ODHP反应中产生的烯烃容易发生过度氧化，并生成大量副产物COX，因此很难工业化。最近，研究者们发现六方氮化硼（h-BN）催化剂在ODHP过程中表现出优越的性能和良好的选择性。与传统的在ODHP反应过程中所使用的钒钼基金属氧化物催...

2020-03-12

过氧化氢是一种重要的化学物质，被广泛应用于漂白、消毒杀菌和化学合成等生产生活领域。目前，过氧化氢主要的工业生产方式是通过蒽醌法制备，这种合成方式能源消耗大且反应过程中会产生剧毒的有害物质。为了实现绿色和可持续生产过氧化氢的目标，通过光催化材料利用太阳能催化水氧化或者氧气还原生成过氧化氢被视为一种理想途径。然而，目前开发出的半导体光催化剂难以实现直接两电子过程水氧化反应，特别是高分子光催化剂如何通过结构设计与调控来实现两电子水氧化反应仍需进一步探究。

过氧化氢是一种重要的化学物质，被广泛应用于漂白、消毒杀菌和化学合成等生产生活领域。目前，过氧化氢主要的工业生产方式是通过蒽醌法制备，这种合成方式能源消耗大且反应过程中会产生剧毒的有害物质。为了实现绿色和可持续生产过氧化氢的目标，通过光催化材料利用太阳能催化水氧化或者氧气还原生成过氧化氢被视为一种理想途径。然而，目前开发出的半导体光催化剂难以实现直接两电子过程水氧化反应，特别是高分子光催化剂如何...

2020-03-05

我国煤炭储量丰富，发展煤替代油的战略对我国的经济发展、能源安全和生态环境具有重要意义。甲醇制烃（MTH）是煤化工产业重要技术路线之一，也是我国实现非石油路线制取低碳烯烃或芳烃等化工基础原料的关键环节，目前已成功应用于工业化生产中。MTH工业经济性的提升主要依赖于催化剂的改进和过程技术的优化，而催化剂的改进需要对MTH反应体系有更深入的认识，因此国内外研究人员对MTH反应机理展开了详细的研究。

我国煤炭储量丰富，发展煤替代油的战略对我国的经济发展、能源安全和生态环境具有重要意义。甲醇制烃（MTH）是煤化工产业重要技术路线之一，也是我国实现非石油路线制取低碳烯烃或芳烃等化工基础原料的关键环节，目前已成功应用于工业化生产中。MTH工业经济性的提升主要依赖于催化剂的改进和过程技术的优化，而催化剂的改进需要对MTH反应体系有更深入的认识，因此国内外研究人员对MTH反应机理展开了详细的研究。在MTH反应过程进...

2020-03-05

节线型拓扑半金属中存在能带翻转导致的一维节线型非平庸拓扑电子态和对应的鼓膜状表面态。不同于孤立的节点，受拓扑保护的一维节线有各种构型，比如直线型，曲线型，环状等。特别是当节线靠近费米能级时，材料会表现出更为新奇的物理性质。最近，理论计算发现在SrAs3一类材料（CaP3，SrP3，CaAs3和SrAs3等）的费米能级附近存在极为简单的节点环（nodal ring）拓扑电子结构。并且，磁阻和量子震荡实验发现手性电子诱导的负磁阻和...

2020-03-05

雾霾颗粒物含有大量过渡金属和有机物，这些化学组分参与氧化还原循环及芬顿反应，是导致颗粒物产生环境持久性自由基(EPFRs)的主要方式。过渡金属的含量、沉积位点、化学形态是影响EPFR产生的关键因素。铁是雾霾颗粒物的主要过渡金属，参与颗粒物的氧化还原循环与芬顿反应，促进环境持久性自由基的生成，进而诱导氧化应激及不良健康效应。为了阐明雾霾颗粒物诱导自由基形成的机制，关键是获取颗粒物中关键元素的含量、结构、组分...

2019-02-03

氢燃料电池汽车是以氢气为燃料的新能源清洁动力汽车，具有清洁“零”排放、能量转化效率高的显著优势，是未来新能源汽车发展的主要方向之一。然而现阶段，制约氢燃料电池汽车的推广和普及的关键难题之一就是氢燃料电池的CO易被CO杂质气体所毒化，造成燃料电池性能下降和寿命缩短等问题，给氢燃料电池汽车的“心脏”带来致命的伤害。

氢燃料电池汽车是以氢气为燃料的新能源清洁动力汽车，具有清洁“零”排放、能量转化效率高的显著优势，是未来新能源汽车发展的主要方向之一。然而现阶段，制约氢燃料电池汽车的推广和普及的关键难题之一就是氢燃料电池的CO易被CO杂质气体所毒化，造成燃料电池性能下降和寿命缩短等问题，给氢燃料电池汽车的“心脏”带来致命的伤害。针对该关键性科学难题，使得汽车敢于吃“粗粮”，中国科学技术大学的路军岭教授、杨金龙教授等...

2017-04-06

近日，国家同步辐射实验室用户，中国科学技术大学生命学院神经退行性疾病研究中心暨中国科学技术大学脑资源库熊伟教授研究组与中科大化学学院黄光明教授研究组合作，基于自行开发的单细胞电生理与质谱联合检测平台，对小鼠大脑中单个神经元开展了多种化学成分的快速质谱检测，获得常规手段难以检测的较低极性代谢物的代谢通路信息。相关研究成果于2月21日在线发表在国际权威综合学术期刊《美国科学院院报》(PNAS)上。脑内神经细...

2017-04-05

炔基型有机化合物在化学、生物和材料领域均有重要的应用价值。然而，由于炔烃众多的反应路径，炔烃多聚物的选择性合成一直以来是化学界面临的重大难题之一。传统的溶液反应一般需要通过复杂的反应物和催化剂来制备炔烃多聚物，但是产率依然不甚理想。近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室朱俊发教授课题组与化学与材料科学学院武晓君教授课题组合作，发展了一种全新的炔烃化合物的表面限域合成法，成功地在Ag(111)单晶表面合成出产率高达90%的顺式烯二炔型化合物，并结合一系列控制对比实验和密度泛函理论计算，揭示了调控该反应的机理。相关研究论文发表在国际化学顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed. (2017, DOI: 10.1002/anie.201701142)，博士生王涛为论文第一作者。

炔基型有机化合物在化学、生物和材料领域均有重要的应用价值。然而，由于炔烃众多的反应路径，炔烃多聚物的选择性合成一直以来是化学界面临的重大难题之一。传统的溶液反应一般需要通过复杂的反应物和催化剂来制备炔烃多聚物，但是产率依然不甚理想。近期，中国科学技术大学国家同步辐射实验室朱俊发教授课题组与化学与材料科学学院武晓君教授课题组合作，发展了一种全新的炔烃化合物的表面限域合成法，成功地在Ag(111)单晶表面...

2016-12-27

在当今社会的能源格局中，人类生存需要的液体燃料主要来自石油裂解。近年来，随着石油资源的逐渐耗竭及世界范围内对新能源需求的不断攀升，以碳基小分子为原料，通过费托反应增长碳链进而制备优质液体燃料，有望成为解决石油资源短缺的重要途径之一。在费托反应中，碳基小分子向长链分子转化时存在着碳链异构化问题。近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室和化学与材料科学学院的曾杰教授课题组基于单原子催化剂...

2016-07-15

鉴于目前的能源危机，能耗需求是制约现代化工发展的重要因素之一。以太阳能驱动有机合成过程，将有望替代传统的热催化技术，从而实现低能耗的化工生产。在该技术途径中，将太阳能转化储存为化学能，为缓解当前的能源困境提供了一种新的思路。

鉴于目前的能源危机，能耗需求是制约现代化工发展的重要因素之一。以太阳能驱动有机合成过程，将有望替代传统的热催化技术，从而实现低能耗的化工生产。在该技术途径中，将太阳能转化储存为化学能，为缓解当前的能源困境提供了一种新的思路。该技术的核心关键在于如何降低催化剂材料成本并提高能量转换效率。近日中国科学技术大学熊宇杰教授课题组基于无机固体精准制备化学，采用晶体缺陷工程，设计了一类具有缺陷态的氧化钨纳...

2016-07-15

浙江大学高分子材料与科学系的李昌治教授课题组合成了一系列富勒烯衍生物，并利用富勒烯衍生物自组装单分子层对有机太阳能电池中ZnO电子传输层进行界面修饰，发现Open-PCBM烯衍生物可以将器件的性能提高到10.3%。

太阳能作为一种可持续利用的清洁能源，具有独特的优势和巨大的利用潜力，利用太阳能电池将其转化为电能是解决目前能源问题的最佳途径之一。其中有机太阳能电池由于具有制备工艺简单、质量轻、成本低、易制成大面积柔性器件等优势，成为目前太阳能电池研究领域的热点。但是器件中的界面相互作上会影响到器件光电转换过程，最终影响到电池的能量转化效率和稳定性。因此，理解界面结构与器件性能之间的内在联系对于研制和开发高性...

2016-07-14

同济大学材料科学与工程学院的许维教授课题组通过表面原位化学合成方法，在超高真空环境下将乙炔分子沉积到金属单晶铜（110）表面，首次制备出一种一维金属化碳材料，在单原子碳链内均匀混入铜原子形成[铜-碳-碳]结构单元（[-Cu-C-C-]n），即金属化卡拜。通过超高真空扫描隧道显微镜（UHV-STM）、原子力显微镜（nc-AFM）高分辨成像手段以及密度泛函理论（DFT）计算，在原子尺度实空间观察铜基金属卡拜的结构及形成过程。

随着富勒烯、碳纳米管和石墨烯等新兴碳材料的陆续发现，以及它们随后所展现的许多新颖奇特的物理化学性能及其广泛应用，碳材料一直以来都是学术界的研究热点。卡拜（即线型碳），是碳的另一种新型同素异形体，是由单个碳原子形成的一维纯碳链结构，被理论预测具有非常优异的物理化学性能，如室温超导性、可能是最硬的已知材料等。同济大学材料科学与工程学院的许维教授课题组通过表面原位化学合成方法，在超高真空环境下将乙炔...

2016-07-14

中国科学技术大学谢毅教授团队的吴长征教授课题组，将具有独特离子通道的新型两性凝胶电解质用于全固态超级电容器，获得了性能优异的石墨烯基全固态超级电容器，研究了其具有最优性能的微观机理。该项成果于近期发表在《自然通讯》上（Nature Communications，7:11782，2016） 。面对日益增长的能源需求，全固态超级电容器作为新型储能设备得到了广泛关注，而凝胶电解质是其中的关键技术材料。为了实现全固态超级电容器快速充放...

2016-06-16

太阳能和氢能是公认的清洁能源，有望缓解当前全球范围的能源危机。光催化分解水制氢技术是一种可以直接将太阳辐射能转化为氢能的途径，是极具发展潜力的新能源技术。光催化制氢技术是基于半导体带间跃迁的一种作用机制，其实际应用目前主要受限于催化剂成本和能量转换性能。

太阳能和氢能是公认的清洁能源，有望缓解当前全球范围的能源危机。光催化分解水制氢技术是一种可以直接将太阳辐射能转化为氢能的途径，是极具发展潜力的新能源技术。光催化制氢技术是基于半导体带间跃迁的一种作用机制，其实际应用目前主要受限于催化剂成本和能量转换性能。有机半导体材料通常由自然界丰富的碳、氢、氮等元素组成，有利于降低材料成本，从而实现大规模的光催化剂生产。有机半导体如石墨相C3N4往往具有较宽的能...

2013-05-08

近日，中国科大国家同步辐射实验室吴自玉教授领导的研究小组和陈仙辉领导的小组利用X射线吸收谱学，在三维原子尺度上研究了铁基超导材料的同位素效应，取得了重要进展。这一成果发表在4月29日自然出版集团（NPG）的Scientific Reports（科学报告）上。自2008年铁基超导材料被发现以来，一直是凝聚态物理的重要研究热点之一。然而对铁基超导机制的理解存在着广泛的争议。继我校陈仙辉教授研究组和吴自玉研究组利用Tc和磁测量首次...