ShelXle是一款用于小分子晶体结构精修的专业性可视化软件，在高校群体中拥有相当数量的用户，但目前国内外有关该软件使用研究的文献报道非常少，导致众多师生在精修过程中碰到问题时不知道如何进行应对。本文详细介绍了ShelXle的开发背景、基本功能、特色功能及操作方法，结合若干案例，通过与其他软件对比，分析了ShelXle在小分子晶体结构精修中所具备的技术优势，并就如何利用ShelXle提升精修效果提出了一些参考性建议。

锂离子电池在人类生产生活中发挥着重要的作用。本文用拟人化的手法，将锂离子化身为小礼，通过讲述小礼上学途中发生的故事，细致地向读者介绍了锂电池的工作原理、活性材料的结构特点以及电池使用过程中安全风险的产生原因和解决方法。

小分子物质在日常生活和生产中突显出日渐重要的作用，例如可用作能源的无机小分子氢气、氧气、氨、烃和过氧化氢，在生物化工方面的有机小分子尿素、氨基酸等。目前小分子物质的工业合成技术仍然存在一些问题，例如大量使用贵金属催化剂、能源损耗严重等。相对于传统工艺，电催化合成具有催化剂成本低、环境友好和性能高效等优点。基于金属有机骨架(MOFs)、共价有机骨架(COFs)和多孔配位笼(PCCs)的多孔材料催化剂，由于其独特的形态、结构可调节性、高催化活性和优异的化学稳定性等特点而受到广泛关注。因此，未来研究电催化合成小分子物质的一个关键领域是开发多孔骨架材料作为合成小分子物质的电催化剂。本文总结了这些材料在电催化方面的应用。

A gold catalyst of Au/ pyrenyl-graphdiyne (Pyr-GDY) was prepared by anchoring small size of gold nanoparticles (Au NPs) on the surface of Pyr-GDY for electrocatalytic nitrogen reduction reaction (eNRR), in which Au NPs with a size of approximately 3.69 nm was evenly distributed on spongy-like porous Pyr-GDY. The catalyst exhibited a good electrocatalytic activity for N₂ reduction in a nitrogen-saturated electrolyte, with an ammonia yield of 32.1 μg·h^-1·mg_cat^-1 at -0.3 V (vs RHE), 3.5 times higher than that of Au/C (Au NPs anchored on carbon black). In addition, Au/Pyr-GDY showed a Faraday efficiency (FE) of 26.9% for eNRR, and a good catalysis durability for over 22 h.

病毒一直是人类生存和发展的重大威胁，近年来新冠肺炎疫情更是直观地凸显了病毒的危害性。小分子药物在人类抗击疾病的历史中扮演着重要的角色。在对抗病毒的过程中，人类发展出一系列防治手段，其中小分子抗病毒药物占据着重要地位。本文借鉴中国古代经典军事策略“三十六计”的智慧，简要回顾了小分子抗病毒药物的发展历程，并着重介绍了碘苷、沙奎那韦、奥司他韦等代表性药物的设计思路与作用原理。此外，本文还展望了小分子抗病毒药物及抗病毒手段未来的发展方向。

采用生动的拟人化叙事，讲述了金属锇原子(“小锇”)从构成有毒化合物四氧化锇到转变为功能性“金属核轮烯”分子的奇幻旅程。故事中，小锇在造成生态破坏后深感愧疚，决心改变，并在一位“分子魔法师”的引导下，成功被改造成“金属核轮烯”。魔法师通过二茂铁、二苯铬、格氏试剂等经典案例，深入浅出地阐释了夹心型、半夹心型等金属轮烯的多样性及其广泛应用。最终，小锇通过创新的“共轭碳链成环”法，被构筑成一个结构独特、性质稳定且具广泛应用前景的新型分子，展现了从基础研究到应用创新的科学思维过程。这则故事不仅是一篇有趣的科普童话，更是一堂融汇了化学史、键合理论和材料科学的启蒙课。

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的光伏性能(PCE)和简单的制备工艺而受到广泛关注。然而，界面处的电荷复合是制约PSCs光电转换效率进一步提高的关键因素。本文基于旋涂镀膜法利用室温合成的六氯锡酸铵(AH)晶体对钙钛矿薄膜(PSK)和电子传输层之间的界面进行修饰。AH是一种无机锡基钙钛矿材料，可以钝化PSK中的缺陷，建立更好的晶格匹配，从而提高PSK的质量和结晶度。开尔文探针力显微镜结果证实，AH促进了光生电子的定向迁移。飞秒瞬态吸收光谱结果说明AH有效缩短了电子抽取寿命，促进了界面电子转移。基于AH改性的优点，AH修饰的PSCs具有更高的PCE和更小的迟滞效应。

通过光催化将CO₂转化为高附加值碳氢化合物在可持续能源领域具有巨大潜力，但实现高活性和选择性仍然具有挑战性。本文中，一种新型的TiO₂/CdS异质结光催化剂在光催化CO₂还原中表现出优异的性能。优化后的催化剂的CH₄产率比纯TiO₂提高了4.2倍，且对CH₄的选择性高达65.4% (CO为34.6%)。其增强的活性源于独特的形貌，促进了CO₂的吸附和传质，以及CdS与TiO₂之间形成紧密的S型异质结，这提高了电荷分离效率，同时保持了强氧化还原电位。并且，飞秒瞬态吸收光谱(fs-TAS)与原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)相结合，为光催化二氧化碳还原路径提供了直接证据，并确定了CdS上的硫位点是稳定*CH₃O、*CHO和*CO中间体的关键，从而促进选择性生成CH₄。此外，基于密度泛函理论(DFT)的理论计算进一步补充了实验结果。计算证实了S型异质结的电子结构特征，揭示了原子尺度上的能级和电荷转移机制。这不仅加深了我们对光催化过程的理解，还为进一步优化光催化剂设计提供了理论基础。总体而言，我们的工作展示了TiO₂/CdS异质结光催化剂在光催化CO₂还原中的优异性能。

共价有机框架材料(COFs)因其结构可精确调控且具有高比表面积，被认为是极具前景的过氧化氢(H₂O₂)光催化合成材料。然而，pH值对COFs在光催化合成H₂O₂过程中稳定性的关键影响尚不明确。本研究通过简单质子化策略显著提升了亚胺连接型COF的光催化H₂O₂合成性能。值得注意的是，质子化COF在弱酸性条件(pH ≥ 3)下表现出优异的稳定性，但在强酸性条件(pH < 3)下会发生不可逆水解。质子化过程发生在亚胺单元的氮原子上，具有双重功能：抑制超快电荷复合(由飞秒瞬态吸收光谱证实)以及直接为H₂O₂生成提供质子源。此外，在光催化体系中引入氟离子(F⁻)可进一步提高H₂O₂产率，F⁻的强电负性促进了电子从COF向F⁻转移，从而实现光生载流子的空间分离。机理研究证实H₂O₂通过双电子氧还原反应路径生成。这些发现阐明了质子化COFs的pH依赖性稳定性与活性，为载流子转移动力学提供了思路，并为开发高效稳定的COF基光催化剂用于太阳能驱动H₂O₂合成确立了设计原则。

光催化合成过氧化氢(H₂O₂)是一种至关重要的清洁能源转化过程，涉及对氧气的两电子还原。然而，这一过程常常受限于缓慢的水氧化反应，后者需要光生空穴的参与。为了应对此挑战，我们设计了一种双功能的S型ZnO/CdIn₂S₄异质结体系，将H₂O₂生成与增值的苄胺(BA)氧化反应进行耦合。在此双功能光催化系统中，CdIn₂S₄中的光生电子可以高效地还原O₂生成H₂O₂，而ZnO中的光生空穴则选择性地将BA氧化为N-亚苄基苄胺。得益于S型异质结的优势，相比于纯ZnO或CdIn₂S₄，优化后的ZnO/CdIn₂S₄光催化剂展示出显著更高的H₂O₂生成速率(386 μmol·L⁻¹·h⁻¹)和BA转化率(81%)。飞秒瞬态吸收光谱(fs-TA)结果说明，ZnO/CdIn₂S₄复合材料在光的激发下，在ZnO导带(CB)和CdIn₂S₄价带(VB)之间发生超快S型电子转移。此外，ZnO的VB空穴和CdIn₂S₄的CB电子的及时消耗，有助于加速ZnO/CdIn₂S₄ S型异质结界面中的电荷转移。本文中ZnO/CdIn₂S₄ S型光催化体系的创新设计为高效的双功能异质结光催化系统的开发提供了新的思路，并引入了一种利用fs-TA光谱研究S型异质结的新方法。