【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。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100167
碳点(CDs)作为一种极具前景的多功能碳纳米材料,因其对可见光的强吸收、良好的光学性能以及可调的能隙结构,在光催化领域成为热门研究课题。近年来,人们致力于通过将碳点与其他催化剂结合形成复合物来提高其催化性能。除此之外,碳点在多个领域也展现出良好的催化性能。然而,专注于碳点作为单一组分光催化剂的光催化性能及机制的综述较为缺乏。深入了解碳点的内在结构特征及调控策略对于进一步推进其光催化应用至关重要。本综述系统地总结了碳点的固有结构特征、性能提升策略(包括元素掺杂和表面功能化)以及其作为单一组分催化剂在各种光催化反应中的应用。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202310046
光电化学(PEC)生物传感器因其低背景、高灵敏度、高特异性和快响应速度等优点而备受关注。近年来,一次性丝网印刷电极(SPE)的引入极大地推动了PEC生物传感器的发展,使丝网印刷PEC生物传感器成为一种应用前景广阔的分析工具。在丝网印刷PEC生物传感器的构建过程中,光活性纳米材料起着至关重要的作用,因为它们不仅可用作光电转换平台,还可用作生物识别元件的装载平台。然而,单纯的光活性材料通常存在一些缺点,比如固有的毒性、宽带隙、高的电子空穴对重组率等,因此,通过各种设计策略来改善光活性材料的光电特性是十分必要的。为了获得高灵敏度的丝网印刷PEC生物传感器,通常还需要将高性能光电极与各种信号放大策略相结合。鉴于此,我们在本文中首次对用于丝网印刷PEC生物传感器的光活性材料进行了系统总结,并将其归为四大类:金属氧化物、金属硫族化合物、碳纳米材料和铋基纳米材料。同时,我们重点关注了光活性材料的设计策略,例如形态调控、元素掺杂、异质结构建等。此外,我们还通过具有代表性的丝网印刷PEC免疫传感器和丝网印刷PEC适体传感器介绍了一些信号放大策略,如酶标记放大(ELA)策略、聚合酶链反应(PCR)策略、滚环扩增(RCA)策略和杂交链式反应(HCR)策略。最后,我们还讨论了丝网印刷PEC生物传感器目前面临的挑战和前景。我们希望通过本文让读者全面了解丝网印刷PEC生物传感器的最新进展,并为该领域的未来发展提供可行性指导。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100222
为满足日益增长的高能量锂离子电池(LIBs)需求,富镍正极已成为主流选择。这类电极通常需使用高极性N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶解聚合物粘结剂,形成流变稳定的浆料以确保电极内部强机械粘附。然而,NMP对环境与健康的潜在危害使其面临日益严格的监管限制,推动产业向更绿色、安全的浆料体系转型。本综述首先系统建立了绿色溶剂筛选与浆料性质评估的理论框架,涵盖溶剂-粘结剂相容性、溶解度理论、汉森溶解度参数、Flory-Huggins相互作用参数以及关键的流变学表征方法。在此基础上,重点回顾了近年来绿色溶剂体系的浆料制备进展,包括内酯类、亚砜类、磷酸酯类、酰胺类以及多种生物基替代溶剂,随后聚焦绿色浆料在涂布与干燥等加工环节中的行为特征,揭示其对电极微结构形成路径的深层影响,以及随之在机械内聚力、界面黏附性、容量保持与循环寿命等关键指标上的性能决定作用。通过分析粘结剂溶解性、分散稳定性、流变特性及干燥动力学对电极形貌、机械内聚力、容量保持率和循环稳定性的影响,指出当前绿色浆料体系仍面临粘结剂溶解不充分、干燥过程迁移、高固含量配方适应性有限等实际障碍,并提出基于热力学的溶剂筛选、流变学优化及干燥动力学控制等解决方案。最后,结合人工智能技术的最新发展,展望了数据驱动的溶解度预测、流变行为建模以及干燥过程仿真等前沿方向在构建绿色浆料体系中的潜在价值。本综述融合经典理论框架与智能化计算工具,旨在为下一代高能量密度锂离子电池的可持续制造提供新的思路与方向。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2024.100039
光催化一氧化氮(NO)转化技术具有高效、经济、环保的特点,可以使用g-C3N4去除NO。通过微观结构调控在g-C3N4表面引入新的吸附位点可以改变g-C3N4与气体分子之间的构效关系,从而提高光催化NO转化活性并抑制NO2的产生。然而,很少有综述文章关注g-C3N4基材料微观结构变化对NO和O2的吸附和活化的微观影响。这对NO转化领域的材料设计工作以及从根本上提高NO转化活性和选择性的策略具有重要指导意义。因此,我们的工作系统地总结了通过微观结构调控引入吸附和活化位点的策略,并强调了这些位点在光催化NO转化过程中的作用。目的是阐明吸附和活化位点对吸附行为的影响以及这些位点与反应路径之间的相关性。最后,介绍了提高g-C3N4在光催化NO转化领域的吸附和活化水平的发展趋势和未来前景,以期为g-C3N4基光催化材料的开发和实际应用提供重要参考。
