【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240109
Two new coordination polymers, [Ni(Hpdc)(bib)(H2O)]n (1) and {[Ni(bib)3](ClO4)2}n (2), were prepared by mixing Ni2+, 3, 5-pyrazoledicarboxylic acid (H3pdc)/p-nitrobenzoic acid and 1, 4-bis(imidazol-1-ylmethyl) butane (bib) by a hydrothermal method, respectively. X-ray crystallography reveals a 2D network constructed by six-coordinated Ni (Ⅱ) centers, bib, and Hpdc2- ligands in complex 1, while a 2D network is built by Ni (Ⅱ) and bib ligands in 2. Furthermore, the quantum-chemical calculations have been performed on'molecular fragments'extracted from the crystal structure of 1 using the PBE0/LANL2DZ method in Gaussian 16 and the VASP program.
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403001
以成果导向教育(OBE)理念为指导,在仪器分析课程教学中以学生为中心,融入课程思政进行教学实践,使课程思政回归课程教学的本源。以绪论一章为例,分别在课前、课中、课后教学环节中融入思政教学,教与学密切结合,课内与课外密切结合,将科学精神和科学思维全方位的落实到整个教学过程中,使学生成为课程思政学习和实践的主体,构建学习闭环和思政闭环。基于OBE理念和思政育人目标的一致性,实现知识传授、能力培养、价值塑造三位一体的教学目标,提升课程的教学效果与质量。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240273
Two new transition-metal coordination polymers, {[Cd(oba)(L)2]·H2O}n (1) and [Cd(4-nph)(L)2]n (2) (H2oba=4, 4′-oxydibenzoic acid, 4-H2nph=4-nitrophthalic acid, L=2, 2′-biimidazole), were successfully synthesized under hydrothermal conditions and characterized structurally by IR spectroscopy, elemental analyses, single-crystal X-ray diffraction, powder X-ray diffraction, and thermogravimetric analysis. The results of single-crystal X-ray diffraction show that complex 1 presents a 1D zigzag chain structure and further extends to a 2D network through N—H…O hydrogen bonds and π-π stacking interactions. Meanwhile, complex 2 has a zero-dimensional structure and also extends to form a 2D network through N—H…O hydrogen bonds and π-π stacking interactions. In addition, both 1 and 2 exhibited luminescent properties in the solid state. Furthermore, quantum chemical calculations were carried out on the "molecular fragments" extracted from the crystal structures of 1 and 2 using the PBE0/LANL2DZ method constructed by the Gaussian16 program. The calculated values signify a significant covalent interaction between the coordination atoms and the Cd(Ⅱ) ions.
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100084
光催化分解水产氢具有广阔的应用前景。然而,单一光催化剂由于光生电子与空穴易复合,导致光催化产氢效率较低,严重制约了该技术的实际应用。构建异质结是克服这些缺点的有效策略,最近S型异质结脱颖而出,显示出了高效的促进电子和空穴分离的能力,同时最大限度地提高光催化剂的氧化还原能力。其中,基于聚合物的S型光催化剂正在兴起,但无机-有机S型异质结中的载流子动力学仍有待阐明。在本工作中,我们制备了由共轭聚合物双氧硫芴苯并二噻吩二酮(dibenzothiophene-S, S-dioxide-alt-benzodithiophene, DBTSO-BDTO)和硫化镉(CdS)组成的S型异质结,并研究了其光催化制氢的性能和界面电荷传输机制。利用原位辐照X射线光电子能谱验证了S型电子转移机理,并利用飞秒瞬态吸收光谱深入分析了S型异质结中载流子的动力学,证实有大量光生电子发生了界面电荷转移。由于S型异质结对载流子效率的提高和氧化还原能力的增强,复合材料的性能超过了DBTSO-BDTO和CdS,并且最优化复合材料的析氢速率达到3313 μmol·h−1·g−1,约为纯CdS的3倍。本工作为S型异质结的电子转移机制提供了新的视角,并可指导用于太阳能燃料生产的聚合物基光催化剂的开发。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202303050
氢气因其高能量密度、可持续性和燃烧后无污染等优点,被认为是取代传统化石燃料的最具前途的新兴能源载体之一。其中,电解水制氢技术因为其高效和绿色的特性而备受关注。然而电解水制氢过程通常受到阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)的限制,因此这种方法的大规模应用面临重大挑战。克服这一难题的一个有前途的解决方法是在阳极上使用电催化甘油氧化反应(Glycerol Oxidation Reaction,GOR)代替OER,这种替代反应可以实现节能降耗的同时提高电解水制氢的效率,进一步推动氢气作为清洁能源的发展。然而,这一目标的实现需要高效、低成本且高选择性的GOR电催化剂。在这篇文章中,我们报告了一种新型的酸碱双电解质流电解器(AADEF-electrolyzer),用于在碱性阳极GOR耦合酸性阴极析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)。我们通过一种简单的水热煅烧方法制备了一种在镍泡沫(NF)上原位生长的自支撑的NiCo2O4纳米针电极材料(NiCo2O4/NF)。该电极在GOR中表现出优异的电催化性能,在低电位下实现了高的电解电流密度,对甲酸盐的生产表现出优异的选择性,法拉第效率超过85%。密度泛函理论计算表明,NiCo2O4对GOR具有较低的反应能垒,Ni的存在有利于降低Co的电子态密度,从而实现NiCo2O4与中间体的高效解离,促进甲酸的生成。基于NiCo2O4/NF出色的GOR性能和电化学中和能(ENE)理论,我们构建了一个新型的AADEF-electrolyzer,利用NiCo2O4/NF作为GOR的阳极,配合酸性阴极进行析氢反应(HER)。实验结果表明,AADEF-electrolyzer对GOR具有低过电位和高选择性产甲酸的优异性能,仅需0.36 V的电压即可实现10 mA∙cm−2的电流密度,平均产甲酸的法拉第效率为85%。同时该电解槽表现出良好的长期稳定性和辅助产氢性能,阴极产氢的法拉第效率接近100%。这种低成本、易于制备的自支撑电极材料和新型酸碱双电解质流动电解器为促进化学品的增值转化和开发新型混合电解系统或其他相关电化学反应的混合电解装置提供了创新策略。