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通过有机光氧化还原催化实现苯并融合环胺的区域选择性α-烷基化
为了解决区域选择性合成苯并融合2-烷基环胺这一挑战,本研究提出了一种有机光氧化还原催化方法,用于直接对四氢喹啉、吲哚及相关骨架进行α-烷基化,所用底物为电子性质中性的苯乙烯。该方法采用一种新型的基于氮杂荧蒽的有机光敏剂,在可见光照射下实现高效的水氨基烷基化反应,且无需使用过渡金属。该工艺具有广泛的底物适用性:多种N-芳基和N-烷基取代的苯并融合胺(5-7元环结构)能与多种烯烃发生偶联,产率高达96%;即使在具有相近键解离能的竞争性C-H位点存在的情况下,仍能保持优异的α-区域选择性。该方法可实现克级合成,并能高效制备具有生物活性的生物碱(例如Ga
来源:Organic Chemistry Frontiers
时间:2025-10-28
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基于结构、介电和导电性能分析,理解La–Ce–Ni氧化物的微波加热特性
在现代工业领域,能源的高效利用一直是提升生产效率和减少环境影响的重要课题。传统的加热方式,如电加热和热传导加热,虽然广泛应用,但往往存在能耗高、加热速度慢以及无法实现精准的加热控制等问题。为了应对这些挑战,科学家们正在探索更为先进的加热技术,其中微波加热因其独特的加热机制而受到广泛关注。微波加热能够直接穿透材料内部,实现高效的内部加热,同时具备快速升温和选择性加热的优势,特别适用于那些热传导性较差的材料。此外,微波加热在工业中具有显著的节能潜力,相较于传统加热方法,其能耗可降低约60%至80%。因此,研究具有优异微波加热性能的材料,不仅有助于提升加热效率,还对推动工业减碳具有重要意义。在微波加
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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利用热激活延迟荧光(TADF)发射体的比率温度测量法究竟是如何实际运作的呢?
光致发光现象与温度密切相关,这一特性使得其在温度测量领域具有重要应用价值。近年来,基于光致发光的温度传感技术(即光致发光测温)在无机发光材料中得到了广泛研究。然而,热激活延迟荧光(TADF)发射体在该领域的应用仍处于初步探索阶段,尽管其在有机发光二极管(OLED)等器件中表现出色,尤其是在无需重金属和能够实现接近100%内量子效率的方面。本文旨在探讨TADF发射体作为光致发光测温材料的潜力,并总结其在这一应用中与传统无机发射体的差异,以及如何通过设计和调控其发光机制,使其适用于温度测量。光致发光测温的基本原理是利用激发态之间的能量分布随温度变化的特性,通过测量不同发光状态的强度比(LIR)来反
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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C60衍生物的单层和双层具有较高的热电势
在当前的研究中,科学家们利用密度泛函理论(DFT)对一种由金、分子和石墨烯构成的分子结的热电性能进行了深入探讨。这种分子结以富勒烯单体(PTEG-1)为基础,其结构包含一个富勒烯衍生物和一个极性三乙二醇(TEG)侧链。研究发现,该结构的Seebeck系数为+261 μV/K,这一数值表现出显著的正电势特征。相比之下,由两个反向排列的PTEG-1分子组成的金-二聚体-石墨烯分子结则表现出相反的负Seebeck系数,为−356 μV/K。此外,研究还涉及了另一种富勒烯衍生物PTEG-2,该分子带有两个TEG侧链,并在引入n-DMBI⁺掺杂剂后,其Seebeck系数在−109 μV/K至−205 μ
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-10-28
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双齿和三齿酮亚胺配体辅助的铝配合物的合成、结构及密度泛函理论(DFT)计算:作为苯乙烯氧化物与二氧化碳环加成反应潜在催化剂的探讨
一系列酮亚胺配体L1H–L4H首先通过将苯甲酰丙酮分别与苯肼、2-甲氧基-5-甲基苯胺、(+/−)-四氢呋喃胺和N-(2-氨基乙基)哌啶偶联来合成,产率均较高。将L1H–L4H在甲苯中用一当量的AlMe3脱质子化,可生成铝衍生物L1AlMe2(1)、L2AlMe2(2)、L3AlMe2(3)和L4AlMe2(4)。随后,将L2AlMe2与一当量的2,6-二异丙基酚在二氯甲烷中反应,得到铝单酚盐[L2AlMe(O-2,6-iPrC6H3](5),经过重结晶处理后生成双核铝衍生物[L2Al(O-2,6-iPrC6H3)(μ-OH)]2·2CH2Cl2
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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含有3-羟基异噁唑的亚氨基吡啶衍生物的设计、合成及其杀虫活性
γ-氨基丁酸(GABA)对神经元的功能与调节至关重要,其受体是杀虫剂的重要作用靶点。麝香草酚(muscimol)是GABA的3-羟基异噁唑生物异构体,也是GABA受体(GABAR)的选择性激动剂。这一特性使其在基于GABAR的杀虫剂研究中具有重大意义。在我们之前的研究中,发现麝香草酚异噁唑环第4位上的修饰能够对昆虫GABAR产生拮抗作用。此外,作为典型的哺乳动物离子型GABAR竞争性拮抗剂的加巴嗪(gabazine)也对昆虫GABAR表现出中等程度的拮抗作用。在此研究中,我们采用支架杂交策略将麝香草酚结构引入加巴嗪的结构中,设计并合成了一系列含有
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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无催化剂条件下,乙烯基酮与1,2,3-三唑衍生物的N1位区域选择性偶氮-Michael加成反应
一种无需催化剂的、对乙烯酮与1,2,3-三唑衍生物具有N1-区域选择性的氮杂-Michael反应方法已被成功开发。该方法能够以优异的N1-区域选择性(N1:N220:1)获得所需产物,并且产率较高(最高可达86%),同时适用于多种类型的乙烯酮衍生物,包括丙烯醛、丙烯醛衍生物以及氨基酸衍生物。机理研究表明,NH-三唑中N1位置的亲核性以及涉及水的六元环过渡态是决定N1选择性的关键因素。该反应方法对两种反应物中的官能团具有广泛的耐受性,且无需苛刻的反应条件,体现了其操作上的简便性。
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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以Eichhornia crassipes为原料制备的碳材料用于构建CQDs-TiO2/活性炭复合材料:一种用于废水处理的新型双功能材料
由于农业废弃物的不当处理会引发严重的环境污染,因此其回收和再利用受到了广泛关注。受“循环经济”理念的启发,研究人员成功开发出一种具有双重功能复合材料——由碳量子点(CQDs)与二氧化钛(TiO₂)及活性炭(activated carbon,简称CTAC)组成的复合材料,用于吸附和降解罗丹明B(RhB)。制备出的CTAC复合材料表现出优异的吸附能力和光催化降解性能。在吸附平衡后,CTAC对RhB的吸附量约为5.99毫克/克(mg g⁻¹),并在45分钟的光照下(使用300瓦氙气灯),几乎100%的RhB被降解。此外,该复合材料具有较高的比表面积、良好的光吸收能力、载体迁移
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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在聚合物碳氮化物上构建单分子活性中心,以实现选择性光催化CO2还原为CO
在原子/分子层面上对光催化剂活性中心进行定向设计与构建是一个重要的科学挑战,因为相关的制备技术具有较高的难度。在这项研究中,我们创新性地开发了一种简单的自组装策略,将小的共轭2,2′-联吡啶铜(II)氯化物(Cubpy)分子以单分子分散的状态固定在聚合物碳氮化物(PCN)纳米片上,从而构建出单分子活性中心。Cubpy与PCN之间的π–π相互作用有效地提升了费米能级,增加了载流子浓度,并提高了所制备的Cubpy/PCN异质结中的电荷分离效率。因此,Cubpy/PCN异质结实现了对CO₂的选择性光催化还原为CO。最优配比的Cubpy/PCN-5表现出显著的CO生成速率,达到
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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研究基于银(Ag)和锰(Mn)的催化剂在5-羟甲基呋喃选择性氧化过程中的催化性能调控机制
催化在将生物质衍生物转化为高附加值化学品的过程中起着关键作用。本研究探讨了一系列基于银(Ag)、锰(Mn)和银锰(AgMn)的催化剂,旨在了解它们在5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化反应中的催化性能。通过XRD、TEM、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和XPS等技术对这些催化剂进行了表征,分析了它们的晶体结构、尺寸与形状、表面性质以及化学状态。实验结果表明:银基催化剂更有利于HMFCA的生成(Ag1.0/Co3O4,HMF转化率:42.7%,HMFCA选择性:66.1%,DFF(副产物)含量可忽略不计,FFCA(另一种副产物)含量为11.6%);
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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调控Cu/CeO2催化剂中Cu+的含量以促进逆水煤气变换反应
Cu/CeO2催化剂在逆水煤气变换(RWGS)反应中的优越性能主要归因于Cu+物种以及Cu–O–Ce固溶体(对CO2和H2都具有活性)。然而,催化剂的活化需要经过还原过程,这一过程可能会导致过多的Cu+被还原为Cu0,从而损坏Cu–O–Ce结构。在本研究中,通过调节还原过程中的H2/Ar比例来调控Cu/CeO2中的Cu+含量,同时确保Cu–O–Ce固溶体结构的完整性。在H2摩尔分数为0.25的气氛中还原的催化剂具有最高的氧空位含量,并保持了最高的表面Cu+比例(通过俄歇光谱测定为76.93%)。该催化剂在RWGS反应中表现出较高的CO2转化率(5
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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利用基于Co-ZIF@碳化荔枝果皮组成的电化学传感器,实现对谷物中镉和铅离子的同时检测
食品中的重金属离子对健康构成严重威胁,因此需要开发简单有效的检测方法。在这项研究中,我们首次通过将基于钴的沸石咪唑框架(Co-ZIF)与炭化荔枝果皮(LP)的复合材料修饰玻璃碳电极(GCE),构建了一种能够同时检测Cd2+和Pb2+的电化学传感器。该Co-ZIF@LP/GCE传感器利用了“吸附-导电”协同机制:Co-ZIF提供了丰富的吸附位点和催化活性,而LP则增强了电极的导电性和稳定性。通过循环伏安法和电化学阻抗谱对传感器的电化学性能进行了评估。通过方波剥离伏安法优化了关键参数,包括缓冲液pH值、修饰材料比例、滴涂体积、沉积电位、沉积时间和静置
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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用于检测一元醇气体的形状可调CuO纳米晶体的传感性能与机制
在这项研究中,利用Cu2O纳米晶体作为牺牲模板,制备了多种CuO结构,包括立方体、截角立方体、立方八面体、截角八面体和八面体。在气体敏感性测试中,对不同形状的CuO纳米晶体进行了针对特定气体的检测,这些气体包括属于直链醇类(C1–C6)的一元醇,如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇和正己醇。观察到一个有趣的现象:随着碳原子数量的增加,CuO传感器对气体的响应增强。然而,当碳原子数量为5个(正戊醇)时,CuO传感器的响应值达到最大。在这些CuO结构中,CuO-截角八面体-2传感器和CuO-八面体传感器的性能优于其他结构。CuO-八面体传感器对正戊醇
来源:New Journal of Chemistry
时间:2025-10-28
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几何构型对富勒烯和铁串联催化剂在氨合成中的影响
摘要 开发能够在温和条件下实现哈伯-博施氨(NH3)合成过程的高效催化剂至关重要。然而,共吸附物的竞争性活化,即过多的N2或H2在单个活性位点上的结合,会损害NH3的合成。在这里,我们证明了由富勒烯(C60/C70)介导的Fe2O3在不同几何构型下,能够在温和条件(≤400°C,≤2 MPa)下促进高效的NH3合成。我们的研究表明,C70的曲率比C60更高,这增强了通过Fe–O–C桥的电子传递。这种由曲率驱动的电子调节,结合N2(主要在Fe位点上)和H2(主要在C60/C70上)的空间分离活化,协同增强了N2的解离和NH
来源:AIChE Journal AIChE
时间:2025-10-28
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动态Ni–N4中心实现了多硫化物催化与Li+离子传输控制的同步作用,从而提升了高性能锂硫电池的性能
摘要 本研究引入了四苯基卟啉镍(II)(NiTPP)作为一种多功能电解质添加剂,旨在同时解决锂硫(Li–S)电池中多硫化物迁移和锂枝晶不受控制生长的问题。NiTPP在电解质中以Ni–N4中心的形式作为均相催化剂,加速多硫化物的氧化还原反应,从而抑制其迁移;同时,具有锂亲和性的平面分子会迁移到锂金属表面,实现均匀的锂离子传输并保护负极。经过NiTPP改性的电解质显著提升了Li–S电池的性能:在4C电流密度下放电容量达到634.9 mAh g−1,经过100次循环后(0.2 C电流密度下)仍保持758.3 mAh g−1(容量保持率为8
来源:AIChE Journal AIChE
时间:2025-10-28
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探索一种电沉积的钴基配位聚合物,以提升超级电容器的性能
我们研究了一种通过电沉积法制备的基于钴和酒石酸的配位聚合物,将其作为超级电容器中的电极材料。我们探讨了酒石酸对电沉积过程的影响,重点关注了施加的电位、制备电极的结晶性以及这些因素对催化剂与基底之间粘附力的影响。详细表征结果显示,该聚合物由与酒石酸配位的氧化钴组成,且具有非晶态结构。在碱性介质中进行的电化学测试表明,该材料在10 mV s⁻¹的扫描速率下具有311 F·g⁻¹的显著比电容。长期循环测试显示,在前1000次循环中容量保持率为99%,在20000次循环后仍保持79.2%的容量。这项工作提出了一种经济高效、可扩展的方法来设计有机-无机杂化
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-10-28
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在温和条件下,利用草酸高效分离废旧锂离子电池中的NCM正极材料和铝箔
在废旧锂离子电池(SLIBs)的回收过程中,快速有效地分离正极材料与集流体铝(Al)箔是一个重要且具有挑战性的步骤。然而,传统的分离方法存在一些缺点,如高能耗、高成本以及毒性问题。在本研究中,我们选用了草酸(OA)作为分离剂。经过6分钟的草酸处理后,超过99%的镍锰钴(NCM)正极材料从集流体铝箔上被分离出来。机理分析表明,草酸与铝箔表面的反应破坏了铝箔与粘合剂之间的连接;同时,草酸在NCM正极材料表面形成的保护层防止了其进一步腐蚀,保持了良好的结构完整性。这种绿色高效的分离方法为SLIB的再生或升级回收提供了经济可行的解决方案。
来源:Materials Horizons
时间:2025-10-28
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在静电屏蔽的隧道结构中,Zn2+的扩散速率得到显著提升,这使得尖晶石ZnMn2O4的储能容量提高了三倍
强烈的静电排斥作用严重阻碍了水基锌离子电池正极中Zn2+的扩散,尤其是在结构稳定的尖晶石框架内,这种稳定性与离子迁移动力学之间存在冲突。在这里,我们通过调控空位,在尖晶石ZnMn2O4(ZMO)中构建了具有静电屏蔽效果的扩散通道。静电势(ESP)测绘和态密度(DOS)分析表明,这些电荷耗尽区有效减少了离子迁移过程中的静电排斥,使Zn2+的扩散能垒降低了66%(从0.76 eV降至0.26 eV),并将扩散系数提高了两个数量级(从10−11 cm2s−1提高到10−9 cm2s−1)。在具有静电屏蔽效果的通道中,Zn2+的扩散速度得到显著提升,使得ZMO的容量从64 mA
来源:Materials Horizons
时间:2025-10-28
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TADF有机发光晶体管中的界面杂化复合物形成
近年来,有机电子材料因其独特的优势,在新一代光电子应用中受到广泛关注。这些材料不仅具备低成本的加工特性、轻量化以及可弯曲的特性,还能通过分子设计灵活调控其光学和电学性能。在柔性电子和可穿戴设备等领域,这些特性使得有机材料成为替代传统无机和CMOS系统的理想选择。然而,尽管有机发光二极管(OLEDs)在显示和照明技术中已实现商业化,其结构通常需要透明电极以提取光,这增加了设备的复杂性和成本。因此,研究者们开始探索更具潜力的替代方案,如有机发光晶体管(OLETs),这种器件结合了晶体管的开关特性和发光功能,具备平面结构,可以实现空间调制的发光,并有望简化像素集成的光电子组件设计。在有机发光晶体管的
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-10-28
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通过具有均匀腔体设计的空间图案化阳极氧化铝实现类似艺术品的多彩结构着色
在现代科技与艺术的交汇点上,研究人员正致力于开发一种全新的方法,以实现既具有科学精确性又具备艺术表现力的色彩技术。传统依赖染料或颜料的色彩滤光片虽然在日常应用中广泛使用,但它们往往面临化学稳定性差、环境耐久性低等挑战。这些限制不仅影响了色彩在长期使用中的表现,还限制了其在高分辨率、大范围应用中的潜力。因此,探索一种更加稳定、可扩展且具有高度可控性的色彩生成方式成为研究的重点。结构色技术,即通过纳米光子学现象(如干涉、衍射和共振)来产生色彩,提供了一种材料独立的解决方案。这种技术能够实现更长的色彩寿命、更高的分辨率以及更丰富的色彩表现。然而,目前的结构色技术在大规模生产中仍然面临显著挑战。例如,
来源:Materials Horizons
时间:2025-10-28