【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240004
A novel one-dimensional (1D) polycarbonyl coordination polymer [Cu(BGPD)(DMA)(H2O)]·DMA (named Cu-BD, H2BGPD=N, N′-bis(glycinyl)pyromellitic diimide; DMA=dimethylacetamide) was synthesized, and evaluated as a cathode material for lithium - ion batteries (LIBs) for the first time. The electrochemical performance study revealed that the Cu-BD cathode exhibited better cycling stability and a specific capacity of 50 mAh·g-1 after 100 cycles at a current density of 50 mA·g-1. The study of the reaction mechanism for the Cu-BD electrode discloses that both BGPD2- ligands and Cu(Ⅱ) ions may take part in the electron-transfer process during charging and discharging.
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240173
采用溶剂热合成方法,合成了一种新型金属配位聚合物{[Zn2(L)(H2O)(DMA)]·DMA·2.3H2O}n (1),其中L4-为完全脱去质子的N,N'-二(4-羧基苄基)-5-氨基间苯二甲酸,DMA为N,N-二甲基乙酰胺。单晶X射线衍射结果显示,该配合物属于三斜晶系,空间群为P1,a=0.989 6(5) nm,b=1.370 5(5) nm,c=1.382 1(5) nm,α=80.067(5)°,β=76.729(5)°,γ=76.611(5)°,结构是由二维金属有机层通过π…π相互作用而扩展成的三维超分子骨架。红外光谱验证了锌离子与L4-配体成功配位。粉末X射线衍射(PXRD)实验证实了配合物1具有较高的纯度。热重分析结果显示配合物1在室温至416.9 ℃区间内具有较好的热稳定性。在273 nm的激发光下,配合物1在437 nm处有较强的荧光发射,可以在30 s内快速检测乙醇溶液中的炭疽生物标志物——吡啶-2,6-二甲酸,具有选择性高、抗干扰能力强、检测限低(约为15 μmol·L-1)等特点。结合PXRD图和紫外可见吸收光谱揭示了其检测机理为晶体骨架坍塌而诱导的荧光猝灭。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312079
对本科无机化学教学实验中“矿物药的鉴别”实验进行了改进,选用6种外观难以区分、类白色的矿物药粉末作为实验对象,创新地设计了矿物药鉴别的盲盒实验,并增加了含量测定内容,优化了部分离子的鉴别方法,能够让学生体会无机化学反应在药物鉴别和分析中的现实意义,并强化了本科生灵活运用理化反应原理解决实际问题的能力。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408095
模拟退火算法是人工智能组合优化算法,在此算法的基础上,提出了一种改进的模拟退火算法,用于预测有机化合物分子式。算法开始,设计使用遗传算法计算种群各个体的适应度函数值,从中选择最优个体作为模拟退火算法初始解。然后在这个初始解的基础上,随机扰动生成新解,并计算其适应度函数值。若适应度函数值的增量小于等于零,则接受新解,否则按Metropolis准则判断是否接受新解。随着退火温度的缓慢降低,依据算法终止条件判断是否搜索到全局最优解。实验证明,该算法提高了搜索到全局最优解的成功率。将其用于预测有机化合物分子式时,其适应度函数收敛性明显优于经典模拟退火算法。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100126
二氧化碳催化加氢制二甲醚(DME)通常依赖于含铜金属氧化物/分子筛体系;然而,在反应过程中,铜物种向分子筛的迁移难以避免,这会导致Cu0位点和酸性位点的损失。在本工作中,通过共沉淀法合成了Cu/x%Ga-γ-Al2O3双功能催化剂。Ga以低浓度掺杂到γ-Al2O3晶格中,与表面Cu0物种形成界面活性位点,从而实现CO2加氢制DME。实验研究与DFT计算表明,该催化剂在180 h内保持稳定,且Ga掺杂Cu/γ-Al2O3界面位点对CO2加氢制甲醇和甲醇脱水制DME均表现出催化作用。Ga的掺杂增大了催化剂的比表面积,减小了金属Cu0的粒径,增加了催化剂上的酸性和碱性位点数量,并促进了H2和CO2的吸附。此外,还提出了一种新的DME合成反应路径。本工作去除了传统铜基双功能催化剂中的脱水组分,使两个反应能够在同一活性位点上发生,为新型二甲醚合成双功能催化剂的设计提供了新策略。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502016
反应速率及活化能测定实验面向化学专业大一学生开设,是无机化学实验中不可缺少的内容,与无机化学理论知识相互衔接。本文基于化学“101计划”,以解决问题、锻炼能力为导向,对原实验进行了半微量化设计、协作式教学与信息化技术的融合创新,旨在培养学生的环保意识,强化学生的团队协作精神,提升学生的信息化能力,锻炼学生解决问题的能力;学生通过反复讨论、验证应用Arrhenius方程处理实验数据降低实验结果的误差,不仅内化提升理论知识,也让学生建立应用理论知识解决实际问题的科学思维,培养学生认真严谨的科学态度,为化学拔尖创新人才的培养奠定基础。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250383
In the context of the global energy transition, lithium-ion batteries have emerged as the predominant energy storage technology. However, their fast-charging capabilities continue to be limited by challenges such as lithium dendrite formation, electrode volume expansion, and interfacial instability. Metal-organic frameworks (MOFs) offer promising opportunities to improve battery performance owing to their high specific surface area, tunable pore architectures, and abundant redox-active sites. Their ordered porous structure not only promotes efficient ion transport and electrolyte penetration but also enables the incorporation of numerous active sites through precise structural design. This review systematically outlines recent progress in the use of MOFs and their derivatives for fast-charging lithium-ion batteries, with a focus on their applications in electrode materials and critical battery components, as well as the associated enhancement mechanisms. It aims to provide guidance for the design and development of high-performance MOF-based materials for fast-charging batteries.
