Diamond软件在形教学中的应用
吴平伟
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311043
介绍了用Diamond软件构造47种晶体单形模型的方法及其在教学中的应用。
关键词: 单形, 晶体学, Diamond软件
Field-induced Co single-ion magnet with pentagonal bipyramidal configuration
Shuyan ZHAO
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240231
A mononuclear Co complex, [Co(H2dapsc)(H2O)Cl]Cl·2H2O (1), with a pentagonal bipyramidal configuration was obtained by reflux reaction of CoCl2·6H2O and 2, 6-diacetylpyridine-bis(semicarbazone) (H2dapsc) in a mixed solvent of water and ethanol. The neutral ligand H2dapsc molecule provides five coordination atoms to form the equatorial plane of 1, while a water molecule and a Cl- ion occupy their axial positions. At the same time, the solid structure contains a valence counteranion Cl- ion and two lattice water molecules. The study of DC magnetic susceptibility indicates that complex 1 has strong magnetic anisotropy. The AC magnetic properties show the existence of slow magnetic relaxation behavior, which is dominated by both direct and Raman processes. The energy barrier for magnetization reversal was 55.55 K. Based on theoretical calculations, it can be concluded that the main reason for the slow magnetic relaxation behavior is the rhombic anisotropy of the pentagonal bipyramidal structure. The calculated D and E values were 45.68 and-0.32 cm-1.
关键词: Co complex, pentagonal bipyramid, crystal structure, magnetic property
电化学调控在分子结电子传输性质研究中的应用进展
王靖文, 吴明昊, 左鑫, 袁耀锋, 王亚浩, 周小顺, 鄢剑锋
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406023
单分子电子学作为纳米技术的重要分支,致力于研究单个分子的电学特性,为发展超小型、低功耗电子器件提供理论基础与技术支撑。精确调控单分子结的电子传输性质,是该领域面临的核心技术挑战。电化学调控,凭借其卓越的调控性和可逆性,正成为单分子电子学中一个极具潜力的研究方向。本文综述了近十年电化学调控在单分子电子学中的应用进展,涵盖了电输运能级、分子价态、电极与分子间键合方式以及离子液体双电层栅极的调控策略。通过分析具体案例,旨在帮助学生了解单分子电子学的研究前沿,理解其在现代纳米电子学中的重要性。
关键词: 电化学调控, 单分子电子学, 能级, 分子价态, 键合方式
原子Pd促进的Cu催化剂用于乙醇脱氢
冯乐乐, 白雪莹, 庞纪峰, 曹宏晨, 刘晓艳, 罗文豪, 杨小峰, 吴鹏飞, 郑明远
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100100
乙醇脱氢是乙醇催化转化过程中的关键基元步骤,铜(Cu)基合金催化剂是该反应最具前景的候选材料。然而,由于合金催化剂在反应条件下固有的结构复杂性和动态演变特性,阐明合金组分与主体金属间协同效应的内在机制仍具挑战性。本研究设计了结构明确的单原子钯(Pd)修饰Cu-MFI催化剂用于乙醇脱氢制乙醛和氢气。通过球差校正高角环形暗场扫描透射电子显微镜(AC-HAADF-STEM)、X射线吸收光谱(XAS)、X射线光电子能谱(XPS)等系统表征结合密度泛函理论(DFT)计算表明,Pd原子被均匀分散在Cu催化剂表面并被Cu原子隔离,该单原子位点配位数为9–10、带−0.36e电荷。在乙醇脱氢反应中,新生成的Pdδ和Cuδ+位点协同作用降低了乙醇中C—H键断裂的活化能垒,同时增强了氢吸附和H—H键耦合能力,使得Pd/Cu-MFI催化剂获得更高的乙醇转化率和乙醛产率。
关键词: 乙醇, 脱氢, Pd-Cu单原子催化剂, 电子转移,
原子催化剂在电催化CO2还原中的应用进展
冯雪婷, 商孜昂, 秦荣, 韩云虎
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305005
电催化CO2还原(ECR)是减少碳排放和促进碳循环的理想方法之一。单原子催化剂(SACs)由于其最大的原子利用率、优异的活性和选择性,已成为多相催化领域的前沿之一进以得到广泛应用。鉴于SACs在ECR领域的探索和应用,本文综述了基于SACs在ECR中应用的研究进展,并提出了SACs在ECR中应用的挑战和前景。具体介绍:(1)介绍了ECR的反应机理,(2) SACs的常用制备策略,(3) SACs在新型Zn-CO2电池中的应用。最后,提出了SACs在ECR中所面临的挑战和机遇。
关键词: 单原子催化剂, 电还原CO2, 反应机制, 性能优化, Zn-CO2电池
卤化物钙钛矿的双向离子迁移
李睿, 刘欢, 焦忆楠, 秦胜建, 孟婕, 宋佳钰, 闫融融, 苏航, 陈恒彬, 尚子璇, 赵晋津
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202311011
卤化物钙钛矿材料以其卓越的可见光吸收、光电转换特性、可调的能级结构以及低能耗等特点,在薄膜太阳能电池、发光显示和生物医药领域具有广泛应用的潜力。然而,钙钛矿中复杂的离子迁移过程是导致器件能量转换效率低和稳定性差的关键因素,从而限制了其商业化进程。近年来,科学家们对钙钛矿中离子迁移条件和抑制离子迁移的方法进行了大量研究。本文从能量势垒角度创新性地探讨离子迁移问题,全面综述了钙钛矿材料中不可逆的单向离子迁移和可逆的双向离子迁移的基本概念和形成机制。随后,分析了不可逆的单向离子迁移导致钙钛矿降解的机理。进一步解析了在外加力、电场、光场和热场等外场作用下的双向可逆离子迁移现象,并探讨了调控离子迁移的策略。最后,从能级的角度揭示了钙钛矿中离子迁移作用,通过有效调控离子迁移提升钙钛矿器件的光电转换性能,为促进钙钛矿光电器件的商业化应用提供参考。促进其商业化应用。
关键词: 卤化物钙钛矿, 太阳能电池, 离子迁移, 单向不可逆离子迁移, 双向可逆离子迁移
原子铂纳米酶的简便构建及其类过氧化物酶活性
郭春梅, 尹维翰, 石静怡, 赵建航, 陈莹, 范曲立
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240162
采用浸渍吸附法,以多孔碳纳米笼(CNC)作为载体,简便构建了单原子铂/CNC (SA-Pt/CNC)纳米酶。通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线光电子能谱(XPS)深入解析了SA-Pt/CNC的微观结构。酶活性测试表明,SA-Pt/CNC表现出优异的类过氧化物酶活性,能高效催化过氧化氢氧化各种底物分子。
关键词: 单原子铂纳米酶, 类过氧化物酶, 生物传感
基于限阈空间制备Mn原子催化剂及其电催化析氧性能
王洋, 郑晓芹, 刘洋, 张凯, 寇佳慧, 孙林兵
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240165
采用一种简单的策略,以未去除模板剂的原粉介孔二氧化硅KIT-6(TOK)为载体,利用模板剂和二氧化硅壁之间的限阈空间来制备单原子催化剂(SACs)。通过固相研磨将含Mn前驱体引入TOK的固有限阈空间后,Mn SACs可在热处理过程中迅速生成。密度泛函理论计算和实验数据表明,Mn原子被载体上的Si—OH基团所锚定,并以Mn—O—Si的形式存在。将得到的Mn SACs应用于电催化析氧反应,实验结果显示,与在没有限阈空间载体中合成的对比样品相比,Mn SACs表现出更出色的催化性能。
关键词: 单原子催化剂, 限阈空间, 介孔二氧化硅, 析氧反应
A rhombic Dy4-based complex showing remarkable single-molecule magnet behavior
Yinling HOU, Jia JI, Hong YU, Xiaoyun BIAN, Xiaofen GUAN, Jing QIU, Shuyi REN, Ming FANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240251
A tetranuclear Ln(Ⅲ)-based complex: [Dy4(dbm)4(L)6(μ3-OH)2]·CH3CN (1) (HL=5-[(4-methylbenzylidene)amino]quinolin-8-ol, Hdbm=dibenzoylmethane) was manufactured and its structure was characterized in detail. X-ray diffraction analysis shows that complex 1 belongs to the monoclinic crystal system and its space group is P21/n, which contains a rhombic Dy4 core. Magnetic measurements of 1 suggest it possesses extraordinary single-molecule magnet (SMM) behavior. Its energy barrier Ueff/kB was 116.7 K, and the pre-exponential coefficient τ0=1.05×10-8 s.
关键词: tetranuclear Dy(Ⅲ) complex, Schiff base ligand, crystal structure, magnetic property, single-molecule magnet
d带中心调控过渡金属原子负载COF吸附O2的理论计算研究
谢斐, 袁成成, 谭海燕, MoshfeghAlireza Z., 朱必成, 余家国
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202407013
共价有机框架(COF)材料因其独特的结构和物理化学特性成为一种很有前景的光催化剂。为了提高其光催化性能,大量的金属单原子(MSA)被负载在COF上以促进分子吸附。然而,吸附性能增强的内在机理和主导因素尚未被深入揭示。本文通过在单层TpBpy-COF中分别引入Fe、Co、Ni和Cu单原子,构建了4个MSA-COF体系。利用密度泛函理论计算研究了不同金属原子修饰对COF的电子性质和O2吸附的影响。结果表明,金属原子与吡啶氮原子成键,形成稳定的MSA-COF结构。金属原子的引入减小了COF的带隙,抬高了COF的费米能级。此外,随着金属原子序数的增加,金属原子的d轨道逐渐向低能级方向移动,表现为d带中心负移。金属原子负载后,COF对O2的弱物理吸附转变为强化学吸附,形成了M―Oads键,并发生强烈的电子转移。有趣的是,吸附能与金属原子的d带中心呈现出很强的相关性。该结果可以从吸附体系反键轨道的电子占据情况的角度来理解。本研究为通过调节金属原子的d带中心来优化MSA-COF上的分子吸附提供了一种可行思路。
关键词: 共价有机框架, 金属单原子, O2吸附, d带中心, 光催化

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