【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412089
李正名院士是我国著名的教育家、化学家和农药学家。在李先生逝世3周年之际,李正名奖学金捐赠暨首届颁奖仪式在南开大学举行。本文结合一部分典型的具体事例,对李正名先生的教育家精神和科学家精神进行了介绍,从中折射出他始终如一的坚定爱国信念和无私奉献精神。青年学子通过学习李先生的光辉事迹,可以深入了解老一辈科学家浓厚的家国情怀。本文有助于激励当代大学生厚植爱国主义理想与信念,增强自主创新意识和能力,立志为中华民族的伟大复兴贡献自己的全部力量。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309092
现行的实验教材中缺乏双核桥联配合物合成的实验,关于仲胺合成和Cu(II)氧化性的知识也较少。本实验从有机化学理论知识中的基本反应出发,设计了两条路线合成目标仲胺配体,即基于亲核取代反应的路线一和亲核加成缩合-还原的路线二。运用配位化学原理及有机化学中的共轭驱动效应,使弱氧化性的Cu(II)将仲胺氧化成共轭的芳香亚胺(希夫碱)结构,同时利用希夫碱的配位作用和氯离子的桥联配位作用形成稳定的氯桥联双核Cu(I)配合物。为适应普通高校的实验教学条件,本实验还设计了一套操作简单、现象直观的Cu(I)配合物中铜离子价态的鉴定实验。本实验所涉实验原理既包含基础化学反应知识,又体现最新的科学研究成果,反应条件温和、实验现象直观、重现性好、收率高,能有效提高学生的综合实验操作技能,锻炼学生的有机合成、配位合成能力。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240234
Under solvothermal conditions, six new coordination polymers (CPs) [Mn(L) (phen) (H2O)]n (1), [Co(L) (phen)(H2O)]n (2), [Cu(L)(phen)(H2O)]n (3), [Zn2(L)2(phen)2(H2O)]n (4), [Zn(L)(phen)]n (5), and [Cd(L)(phen)2]n (6) were synthesized by reactions of dicarboxylate ligand 2, 2'-(1, 2-phenylenebis(methylene))bis(sulfanediyl)dinobutyric acid (H2L) and 1, 10-phenanthroline (phen) with the corresponding metal salts. Complexes 1-6 have been structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction analyses, elemental analysis, IR, thermogravimetric analysis, and powder X-ray diffraction. The structures of 1-6 are 1D chains, which are further connected by hydrogen bonding interactions to form 3D supramolecular structures. Among them, 1 and 2 are isomorphic with L2- of syn-conformation, while L2- shows anti-conformation in 3-6. In addition, the solid-state photoluminescence property of 4-6 was investigated.
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100052
用活性氧(ROS)光催化降解微塑料(MPs)被认为是一种环保且可持续处理水生环境中MPs污染的方法。然而,由于传统光催化剂中电荷载流子的低迁移率和快速复合率使得该手段的使用面临较大挑战。本文通过热聚合耦合热溶剂工艺成功制备了氧硫共掺杂氮化碳纳米片(OSCN)。其中,O、S共掺杂可以有效降低带隙宽度,并提高氮化碳(C3N4)的光响应效率。同时,O/S掺杂原子有效增强了电子分布的离域,提高了载流子的分离能力,进一步促进了ROS的形成并提高了材料的光催化性能。与C3N4相比,OSCN对不同类型MPs (传统的石油基MPs—聚乙烯PE和可生物降解的生物基MPs—聚乳酸PLA)的光催化降解效果和矿化率显著提高,其中PE和PLA的质量损失分别增加了32.8%和34.1%。值得注意的是,OSCN产生的•OH和1O2协同催化了PE的降解,而•OH则是引发PLA光解和水解的主要自由基。本研究对光催化技术在水环境MPs污染修复中的应用具有重要意义。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202306039
锂金属电池的循环稳定性和倍率能力受制于多个因素,如阳极/阴极电解液界面的品质和电解液溶剂化特性。在该工作中,我们提出了阴离子受体电解液添加剂策略,通过六氟苯添加剂对Li+溶剂化结构进行调控,实现了PF6−的稳定性并提高了电解液的导电性,优化了阳极/阴极电解液界面中间相的组分/结构特征,有效抑制了锂枝晶的生长和提升了阴极表面的Li+传输,Li||Li对称电池在1 mA∙cm−2的电流密度下实现超过400 h的稳定循环,并且Li||NCM811电池在200 mA∙g−1的电流密度下经过100次循环后的容量保持率达到75%。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202407020
开发用于制氢的高效光催化剂在可持续能源研究中至关重要。本研究设计并制备了一种具有S型异质结结构的共价三嗪框架(CTF)-Cu2O@NC复合材料,旨在提高光催化析氢的效率。由于氮掺杂碳(NC)层和S型异质结的协同效应,复合物的光吸收能力、电子-空穴分离效率和产氢活性显著增强。该系统的结构和光电化学表征表明,S型异质结不仅提高了光生载流子的分离效率,而且还保持了很强的氧化还原能力,从而进一步促进了光催化反应。此外,NC层可以同时减少Cu2O的光腐蚀并促进电子转移。实验结果表明,CTF-7% Cu2O@NC复合材料在可见光照射下表现出优异的制氢性能,达到15645 μmol∙g−1∙h−1,大大超过了纯CTF的光催化活性(2673 μmol∙g−1∙h−1)。这项研究为开发高效、创新的光催化材料提供了一种新方法,有力地支持了可持续氢能源的发展。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100176
能源危机与环境恶化的危害日益严峻,亟需发展环境友好型可持续生产技术。将丰富的太阳能直接转化为化学能,被视为一种极具前景的绿色高效技术方案。在此过程中,光催化剂扮演着至关重要的角色。共价有机框架材料(COFs)作为一种通过共价键连接的多孔材料,凭借其高比表面积、优异的结晶性和可调控的结构,展现出卓越的光催化潜力。本综述深入探讨了组分调控对提升COFs光催化性能的作用机制,涵盖调控光吸收、增加活性位点、促进激子解离以及改善载流子分离,并对相关计算模拟与机理表征方法进行了详细论述。更为重要的是,系统总结了组分调控的核心策略,包括杂原子工程、金属单原子工程、离子工程、官能团工程、供体-受体(D-A)分子工程、侧链工程、多组分工程、同分异构工程、共轭桥工程、单分子结工程和层间工程。此外,本文还详细阐述了这些策略在光催化析氢(H2)、过氧化氢(H2O2)合成及二氧化碳(CO2)还原等领域的多样化改性策略与应用。最后,对COF基光催化技术当前面临的挑战及未来发展方向进行了前瞻性展望。
