固氮酶活性中心研究五十
陈全亮, 周朝晖
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310133
固氮酶是固氮微生物在常温常压下固氮成氨的催化剂,其活性中心的结构从Fe2S2∙Mo2O2演变到MoFe7S9C(R-Hhomocit)(cys)(his) (H4homocit = 高柠檬酸,Hcys = 半胱氨酸,Hhis = 组氨酸)。本文将回顾这一重要的历史过程,探讨化学模拟、光谱学、理论计算和生物化学,特别是结构生物学等领域在固氮酶活性中心研究中的重要成就,从化学结构的角度看固氮酶活性中心研究五十年。
关键词: 固氮酶, 钼铁蛋白, 铁钼辅基, 活性中心
恐龙时代之U-Pb定
许润泽, 刘睿
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404083
以一位考古学教授在四川自贡恐龙遗址考察引发的遐想为载体,介绍了U-Pb定年法的基本原理,以及样品采集、样品处理后的分析方法和检测结果处理,全面地科普了U-Pb定年法的相关知识。同时,本文介绍了自贡地区的恐龙文化及产业,向读者展现恐龙之都的魔力。
关键词: U-Pb法, 同位素地质年代学, 地球化学, 电感耦合等离子体质谱, 高分辨率离子探针
纪念《大学化学》创刊40周
段连运
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202508101
作为我国高等化学教育发展的见证者与推动者,《大学化学》自创刊之日起,便肩负起引领教学改革、服务一线教师的重任。四十年风雨兼程,期刊在摸索中成长,离不开几代编委、作者和读者的共同努力。展望未来,我们初心不改,将继续脚踏实地,努力提高质量,让《大学化学》更好地成为化学教师们的良师益友,为建设教育强国贡献一份力量。在此,深切缅怀创刊先驱,并向所有支持者致以最诚挚的谢意!
关键词: 《大学化学》, 创刊40周年, 化学教育, 教学改革, 传承与发展
Synthesis and structures of cdq-topological quaternary and (4, 4, 8)-c topological quinary Zn-MOFs with both oxalic acid and triazole ligands
Jing LIANG, Qian WANG, Junfeng BAI
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240177
Different solvothermal reactions of ZnC2O4 with oxalic acid (H2ox) and 1, 2, 4-triazole (Htrz) successfully gave a new quaternary (NJTU-Bai83, NJTU-Bai=Nanjing Tech University Bai's group) and a new quinary (NJTU- Bai84) anionic metal-organic frameworks (MOFs), where NJTU-Bai83=(Me2NH2)2[Zn3(trz)2(ox)3]·2H2O and NJTU-Bai84=(Me2NH2)[Zn3(trz)3(ox)2]·H2O, respectively. With the [Zn2(ox)4(trz)2] secondary building unit (SBU) in NJTU- Bai83 replaced by the [Zn3(ox)2(trz)6] and planar [Zn(ox)2(trz)2] ones in NJTU-Bai84, 2D supramolecular building layers (SBLs) are changed from the A-layer and B-layer to another A-layer, while pillars are transformed from the tetrahedral [Zn(ox)2(trz)2] SBU to the irregular tetrahedral [Zn(ox)2(trz)2] and planar [Zn(ox)2(trz)2] SBUs. Thus, cdq-topological quaternary NJTU-Bai83 is tuned to (4, 4, 8)-c new topological quinary NJTU-Bai84. Two MOFs were well characterized by powder X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, elemental analysis, etc.
关键词: controlled synthesis, multivariant metal-organic frameworks, pillar-layer typed structures
等离激增强上转换发光及其分子检测应用
杨扬, 李鹏城, 舒展, 屠能榮, 王宗花
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230440
针对荧光分子检测普遍灵敏度低和检测范围窄的问题,制备了具有等离子激元共振特性的重掺杂半导体纳米结构Cu2-xS和典型的稀土掺杂上转换发光纳米颗粒NaYF4∶Yb,Er,通过三相界面自组装方法获得了Cu2-xS/NaYF4∶Yb,Er薄膜基底。结合有限元模拟,计算了不同摆放情况下Cu2-xS周围的局域电场分布,研究了在实际薄膜中Cu2-xS纳米盘之间产生的等离激元耦合对上转换发光性能以及对拉曼信号增强的影响。结果表明,Cu2-xS等离激元层与NaYF4∶Yb,Er发光层的耦合,不仅得到了上转换3个数量级的提高,还实现了分子检测10-7 mol·L-1的检测极限,并且获得了10-3~10-7 mol·L-1的宽线性响应,从而达到高灵敏度的定性和定量双功能的精确检测。
关键词: Cu2-xS纳米盘, 等离子激元共振, 分子检测
单晶高镍三正极材料:挑战与策略
黄辰悦, 郑鸿飞, 秦宁, 王灿沛, 王利光, 陆俊
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202308051
进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性对电动汽车的普及至关重要。三元层状正极材料因其高比容量、低温性能良好、成本较低等优势,近年来在动力电池领域备受关注。高镍化和高电压化被认为是提高三元材料能量密度的有效途径。然而,基于传统多晶三元正极的高镍化和高压化可能会显著降低材料的循环稳定性和热安全性,设计单晶三元正极材料被认为可以有效缓解高压多晶三元正极稳定性问题的可行途径。但是,单晶三元正极仍然面临着离子传输动力学受阻、非均匀荷电状态、晶格参数各向异性变化、阳离子混排、化学机械降解等挑战。因此,本文从三元正极材料的本质结构演化角度系统地分析和总结了多晶与单晶结构失效的共性问题。此外,还归纳了单晶高镍三元材料的合成工艺调控、元素掺杂、表界面改性等策略,梳理了结构设计与电化学性能之间的构效关系,并对单晶高镍三元正极材料的未来发展方向进行了展望,能够为高比能三元正极材料的开发提供理论指导。
关键词: 锂离子电池, 层状正极材料, 高镍, 单晶结构, 失效机制, 结构演化, 改性策略
机器学习指导筛选多主合金作为析氢反应电催化剂
伍昊, 李凤麒, 石欣伟, 卞海峰, 周庆, 贾顺顺, 马玉洁, 顾坚, 张靖梓, 何水剑, 孟祥康
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100227
多主元合金凭借组分间的协同作用,展现出卓越的物理化学性质,成为极具潜力的析氢反应(HER)电催化剂候选材料。然而,多主元组分结构的复杂性及系统性机器学习(ML)筛选方法的缺乏,使得电催化剂组分的最佳配比无法确定,这制约了多主元合金电催化剂的合理设计与开发。本研究通过Light Gradient Boosting模型从601种候选合金中筛选出了NbZnCo2多主元合金作为最优候选材料,与Pt/C相比,其成本缩减了约34倍,同时HER活性更优。结合密度泛函理论(DFT)计算与实验验证,证实了ML模型的可靠性。微米级NbZnCo2催化剂在10 mA cm−2电流密度下仅需20 mV超低过电位,并保持60 h的稳定运行。此外,纳米级NbZnCo2颗粒仍保持了优异HER性能,验证了NbZnCo2合金作为HER电催化剂的普适性。本研究构建了"机器学习-密度泛函理论-实验"框架,筛选出高性能HER电催化剂,该方法可扩展至其他电催化反应,为可持续能源转换技术提供了更广阔的应用前景。
关键词: 多主元合金, 析氢反应, 机器学习, 密度泛函理论
庆祝《无机化学学报》创刊40周
《大学化学》创刊40周纪念专刊 序言
邹鹏
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202512073
传承与创新:《大学化学》近十的变革
裴坚
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202510024
《大学化学》作为我国高等化学教育领域的重要学术期刊,自创办以来始终肩负着传播化学教育成果、推动学科教学发展的使命。2015-2019年,笔者在担任北京大学化学与分子工程学院教学副院长期间,同时承继前辈使命担任《大学化学》主编。在此期间,承蒙华彤文教授、段连运教授、常文保教授等历任主编奠定的坚实基础,期刊已在化学教育领域积累了深厚的学术影响力与行业认可度。为顺应新时代高等化学教育发展需求,进一步提升期刊传播效能与学术活力,笔者联合编辑部团队及编委会成员,围绕资源整合、机制优化、流程革新等方面实施了一系列实践探索。本文将系统梳理这一时期的改革思路与具体举措,以期为期刊后续发展提供参考,也为我国高校学术期刊的建设与创新贡献经验。
关键词: 《大学化学》, 期刊建设, 教育类期刊, 改革实践, 学术传播

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