上学记——锂离子电池的工作原理与安全风险
徐艺凤, 刘季铨, 崔斌, 李延, 谢钢, 杨鹰
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404009
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。
关键词: 锂离子电池, 电极材料, 锂枝晶, 安全风险, 科学普及
AuCu双金属合金修饰共价有机框架用于高效光催化析氢
杨文秀, 张金锋, 徐全龙, 杨云, 张礼
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202312014
共价有机框架(COFs)是一种具有ππ共轭结构和分子结构可调的晶体多孔有机材料,在光催化领域具有广阔的应用前景。然而,未改性的COFs材料具有反应动力学缓慢的缺点,因此需要引入助催化剂以降低其表面催化反应的势垒,从而加速反应过程。此工作中,采用双金属合金作为助催化剂,以提高COFs的光催化析氢性能。通过调控AuCu合金的比例,发现Au1Cu5/COF-TpPa具有最高的光催化产氢速率(8.24 mmol∙g−1∙h−1),甚至高于Pt修饰的COF-TpPa的产氢速率(6.51 mmol∙g−1∙h−1)。经过系统性的表征测试和理论计算分析,Au1Cu5/COF-TpPa表现出高的载流子分离效率和低的H*生成能垒,从而具有高的光催化性能。本研究为利用双金属合金改性COF基光催化剂奠定了理论基础。
关键词: 光催化, 析氢, 共价有机框架, 双金属助催化剂
等离子体金纳米双锥强局域电场促进共价有机框架光催化析氢研究
邓玉金, 陈怡爽, 张礼, 金辉乐, 杨云, 徐全龙, 王舜
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100193
将等离子体金属纳米晶与半导体光催化材料复合是一种提升其光催化性能的有效策略。然而,由于局域表面等离子体共振(LSPR)效应复杂的物理化学行为,其活性增强机制仍不明确。本研究通过原位生长策略精确合成了具有强局域电场(LEF)的金纳米双锥体(NBs),并将其封装在TpBD-COF中。实验表明,优化后的AuNBs/TpBD-COF复合材料表现出良好的光催化产氢性能,420 nm波长下的表观量子效率(AQE)达到0.58%。电磁场模拟和飞秒瞬态吸收光谱证实,强的局域电场有效促进了电荷分离激子的形成,从而为TpBD-COF产氢过程提供更多热载流子(高能电子/空穴对)。本研究工作为探究LSPR效应提升COF基光催化性能提供了深入见解。
关键词: 共价有机框架, 局域表面等离子体共振, 光催化产氢
咪唑基钒多酸-有机多面体的笼腔功能化——吡啶内置对碘吸附性能的调控
李孟雨, 仝珂玮, 张礼, 卢铭华, 阿不都拉, 朱露文, 刘怡, 王露莹, 宋柏桥, 刘尊奇, 杨鹏, 王彦虎
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20260154
以咪唑基功能化的H3ITTA为有机桥联配体,分别与2类3连接钒氧簇[V6O6(OCH3)9(SO4)(CO2)3]2-({V6S})和[V6O6(OCH3)9(PyPO3)(CO2)3]2-({V6P})进行定向组装,成功构筑了2例功能化钒多酸-有机多面体(VMOPs):具有本征笼腔结构的(TMA)8{[V6O6(OCH3)9(SO4)]4(ITTA)4}·17CH3OH·20DMF (TMA-VMOT-S-1),以及笼腔内修饰吡啶-4-基膦酸(PyPO3H2)活性位点的(TMA)8{[V6O6(OCH3)9(PyPO3)]4 (ITTA)4}·26CH3OH·8DMF (TMA-VMOT-P-1),其中H3ITTA=4,4′,4″-(1H-咪唑-2,4,5-三基)三苯甲酸,TMA+=(CH3)4N+。采用单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外光谱及热重分析等手段对2例化合物进行了系统的理化性质表征。结构分析表明,腔内功能基团的引入使TMA-VMOT-P-1的笼状结构发生轻微扩张,同时其有效空腔体积有所缩减。碘吸附实验表明,TMA-VMOT-S-1TMA-VMOT-P-1表现出相近的吸附容量与吸附动力学速率。
关键词: 钒多酸-有机多面体, 咪唑功能化, 吡啶功能化, 结构调控, 碘吸附

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