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  • 综述
    余嘉诚, 苏浩, 张均, 谢刚, 姚明, 曲晋
    化学进展. 2025, 37(4): 467-478. https://doi.org/10.7536/PC240726
         

    锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度等优势被人们所重视,但由于硫物种转化动力学缓慢、“穿梭效应”等问题限制了其商业化进程。对此,研究人员利用光催化效应开发了锂硫电池的光辅助策略,这种新兴的策略不仅能够提高催化剂的吸附和催化性能,还能从热力学和动力学两方面提升电池性能,并通过光充电机制实现太阳能的存储与释放。本文根据最近的研究,详细介绍了光辅助锂硫电池的光电化学原理,讨论了光催化剂和光正极的设计策略,以及光学窗口和封装材料的选择,回顾了光正极的典型配置和光辅助锂硫电池的研究方法,以期引起同业者的广泛关注并为深入理解与改进光辅助锂硫电池提供参考。

  • 综述与评论
    胡亚清, 徐昆誉, 杨皓凌, 张风帆, 杨子浩, 董朝霞
    化学进展. 2025, 37(3): 332-350. https://doi.org/10.7536/PC240505
         

    鉴于环境问题和能源转型,使用可再生电力将二氧化碳还原(ECO2RR)转化为乙烯(C2H4),为碳中和提供了一种绿色可持续的解决方案,同时也具有额外的经济效益。近年来,在电催化CO2还原制备乙烯方面取得很大进展,但仍存在选择性、活性和稳定性低等问题亟待解决。对此,本文综述了近年来铜基催化剂电化学还原CO2制备乙烯的研究进展。首先,简述了ECO2RR的机理。然后,重点介绍了ECO2RR制乙烯的代表性催化剂设计策略,如串联催化、晶面调控、表面改性、价态影响、尺寸大小、缺陷工程和形貌设计等。最后在此基础上,讨论了未来电催化CO2还原合成乙烯的挑战和前景。

  • 综述与评论
    郑再阳, 孙会彬, 黄维
         

    拉伸电子器件因具有优异的机械性能和电学性能,已成为当下信息电子领域的研究热点。作为拉伸电子器件中的高速电子传输通道,可拉伸导电材料在实现拉伸电子器件功能中起着至关重要的作用。液态金属因兼具本征柔性和优异导电性能,近年来逐渐成为拉伸导电复合材料领域的热点研究对象。液态金属是一种常温液态导电材料,由于其固有的高导电性、流动性和延展性,使其表现出优异的可拉伸性和可调性。基于液态金属的可拉伸导电复合材料制备与图案化技术相继被报道,并成功应用于制备兼具优秀机械和电气性能的可拉伸器件。鉴于液态金属基可拉伸复合材料的一般结构特点,制备的关键是如何解决不同材料之间物性差异所导致的界面处非浸润问题。因此,本文从常见的复合材料种类出发,首先简要介绍了常被采用的液态金属的一般组分与物理性质,以及常用的可拉伸聚合物基质材料。然后分别从“被动”和“主动”两种应对界面非浸润问题的解决方式以及共混分散法、新式改性法等综述了液态金属基导电复合材料中液态金属与弹性材料的复合方法。最后对这一领域的最新研究进展做了简单介绍,并对未来液态金属基复合导电材料的研究方向和所面临的问题做了初步探讨。

  • 综述与评论
    吴明宇, 马东亮, 华青松, 陆顺
    化学进展. 2025, 37(9): 1235-1260. https://doi.org/10.7536/PC20250605
         

    由于其独特的层状结构与优异的电化学性能,二硫化钼(MoS2)在储能领域,尤其是超级电容器系统中,展现出极具潜力的应用前景,被广泛认为是最具代表性的过渡金属硫化物之一。MoS2具有较高的理论比电容、丰富的边缘活性位点,以及良好的可调控性与结构多样性,使其在构建先进电极结构方面具有显著优势。此外,MoS2在电子、离子传输方面的各向异性特征为调控其电化学行为提供了丰富的研究维度。本文将系统性地综述MoS2的多种合成策略及其在储能领域的研究进展,特别关注层间距调控对超级电容器构型中储能行为的影响机制,涵盖从材料结构调变、电子构型演化到宏观器件性能提升的全链条逻辑。本综述旨在为MoS2在下一代高性能储能器件中的应用提供理论依据与实践指导。

  • 综述与评论
    邹双琳, 徐迎春, 桂涛, 谭蓉, 肖领平, 孙润仓
    化学进展. 2025, 37(9): 1352-1360. https://doi.org/10.7536/PC20250305
         

    在全球环保意识高涨与可持续发展理念深入人心的背景下,生物质基原料制备胶黏剂的研究愈发引人瞩目。传统石油基胶黏剂在生产和使用过程中存在不可持续、高能耗、高污染等问题,因此,开发绿色、可持续且性能优异的生物质基胶黏剂成为研究热点。然而,生物质基胶黏剂仍面临耐水性欠佳、成本较高以及环保性能有待进一步提升等挑战。未来的研究应聚焦于优化生物质原料的改性工艺,降低生产成本,提升胶黏剂的综合性能,并推动其大规模工业化应用。深入研究生物质原料结构与性能之间的关联,是开发环保低成本的胶黏剂的关键。本文从生物质基原料的分类、改性方法及性能进行总结,并对其未来的发展进行了展望。

  • 综述与评论
    朱澳伟, 李战峰, 郭坤平, 苗艳勤, 刘宝友, 岳刚
         

    有机电致发光二极管(Organic Light Emitting Diode, OLED)因其自发光、低驱动电压、广色域、面发光及柔性可弯曲等优势,在新型显示和固态照明领域引起了广泛关注和密切研究。在高性能的OLED研发中,作为三基色之一的蓝光发光材料及其器件相对滞后,阻碍了OLED产业化进程。9,9'-联蒽作为一种新兴的蓝色荧光材料,近年来备受关注。本文综述了9,9'-联蒽类蓝光材料在OLED中的应用进展,深入探讨9,9'-联蒽类蓝光材料对OLED性能提升的贡献,通过对其分子结构特性分析发现异构化、氟取代、非对称结构及空间位阻效应等分子设计策略在提高蓝光OLED效率和稳定性方面起到了关键作用。此外,本文进一步探讨了未来OLED发展方向,包括新型分子结构的开发、发光机理的深化理解、柔性可弯曲及大尺寸OLED应用技术的创新,旨在为高性能OLED蓝光材料的研究及产业化提供指导和借鉴。

  • 综述与评论
    冯明霞, 钱锦天, 吕大伍, 沈文锋, 宋伟杰, 谭瑞琴
    化学进展. 2025, 37(5): 743-757. https://doi.org/10.7536/PC240704
         

    人类呼出气与疾病有着密切的关系,其中氨气是肾病和幽门螺旋杆菌阳性等疾病的呼吸标志物。传统的呼出气检测主要通过气相色谱等手段,但其仪器体积庞大,操作复杂。新兴的氨气传感器具有便携、易集成、小型化、成本低和操作简单等优点,从而受到广泛关注。本综述系统阐述了半导体型氨气传感器的工作机制、传感器类型和常见的氨敏材料,同时介绍了传感阵列-电子鼻技术相对于单一传感器的优势,并提出了氨气传感器及其电子鼻系统在健康监测和疾病诊断中的应用研究,最后针对目前氨气传感器存在的问题以及未来前景进行了分析展望。

  • 综述与评论
    况绍福, 卢雪, 王健行, 林华, 李庆
    化学进展. 2025, 37(11): 1581-1603. https://doi.org/10.7536/PC20250715
         

    基于可再生能源的电解水制氢技术作为应对能源危机与环境问题双重挑战的关键路径,其大规模应用受限于阳极析氧反应(OER)缓慢的反应动力学。近年来,具备独特结构和组元可调性的高熵材料,凭借其近乎连续的吸附能可调控维度,在OER催化领域展现出突破传统单/双组元材料性能边界的显著优势。尽管高熵材料在OER催化领域的探索已取得显著进展,仍存在多元体系中组分-结构-性能构效关系复杂性、催化机制模糊性等亟待解决的关键科学问题。本文首先系统梳理了OER反应四电子转移机理,继而全面综述了高熵合金、高熵氧化物、高熵金属有机框架等高熵材料在OER领域的最新研究进展。重点从原子级配位环境、电子结构调控和表面吸附能演化三个维度构建组元-结构-性能之间的关联,深入阐释多金属位点的协同催化机制。最后,从材料设计、缺陷工程、元素调控三个维度提出了OER性能优化策略,并指出高熵析氧催化材料在未来可能面临的问题和机遇。本综述可为高熵析氧催化材料的精准设计、原子级构效关系的解析及催化性能的优化提供借鉴和参考。

  • 综述与评论
    杨雨尘, 刘振杰, 陆春华, 郭凯, 胡欣, 朱宁
    化学进展. 2025, 37(3): 383-396. https://doi.org/10.7536/PC240521
         

    作为合成高分子的重要品种,(甲基)丙烯酸酯聚合物在涂料、黏合剂、生物医用、电子电气材料等领域应用广泛。然而,目前(甲基)丙烯酸酯单体主要来源于不可再生的石化资源,从可持续发展角度而言,将生物质转化为(甲基)丙烯酸酯单体及其聚合物具有重要意义,不仅可以作为石化材料的补充,并且通过结构设计有望获得高性能的系列材料,提高产品附加值。本文总结了近年来生物基(甲基)丙烯酸酯及其聚合物的研究进展,系统介绍了以木质素、萜烯、植物油、葡萄糖、异山梨醇、呋喃化合物等生物质为原料生物基(甲基)丙烯酸酯单体的合成,探讨了上述单体聚合产物的性能与应用,并对相关领域面临的挑战与发展前景进行了展望。

  • 综述与评论
    蔡扬扬, 魏丽霞, 朱翼舟, 卢磊, 刘晓
    化学进展. 2025, 37(3): 455-466. https://doi.org/10.7536/PC240515
         

    石墨烯是一种超高导热性能的二维纳米材料,在电加热领域应用广泛。本文通过分析石墨烯及其柔性电热(膜)材料的研究进展,介绍了不同尺寸石墨烯的制备方法、功能化改性对石墨烯导热性的影响,总结了石墨烯柔性电热(膜)材料在除冰防雾、可穿戴衣物和低温电池热管理等领域的应用,为石墨烯电热材料的发展提供了研究基础,并指出未来仍需要突破石墨烯及其柔性加热(膜)材料制备工艺和加热元件集成上的技术难题。

  • 综述与评论
    唐一帆, 胡桔溏, 宋芊颖, 旷桂超, 陈立宝
    化学进展. 2025, 37(6): 858-867. https://doi.org/10.7536/PC240725
         

    全固态电池具有高能量密度、长循环寿命和高安全性等特点,是下一代电化学储能的发展方向。固态电解质是全固态电池的核心组成部分,其中硫化物电解质因其高离子电导率和良好的机械延展性等优势,受到了广泛关注。作为近年来研究最多的硫化物电解质之一,锂磷硫氯硫化物(LPSC)具有高离子电导率和相对较低的成本,但稳定性较差和正负极材料兼容性不好等缺点限制了其实际应用。而复合固态电解质具有良好的电化学性能和机械性能,通过聚合物对LPSC进行改性,制备复合固态电解质,旨在提升LPSC的界面兼容性和电化学稳定性,本文综述了LPSC复合固态电解质的基本组成、复合方式、改性策略和离子传输机制,并展望了LPSC复合电解质未来研究方向与应用前景。

  • 综述
    杨光, 于德梅
    化学进展. 2025, 37(4): 536-550. https://doi.org/10.7536/PC241001
         

    随着科技的发展,柔性压力传感器已经在医疗监测和运动监测等可穿戴设备领域广泛使用,主要是因为其轻薄柔软、柔韧性和延展性好,且相对于传统的刚性传感器具备更快的响应速度和更高的灵敏度。在受到外力作用时,其内部的弹性元件会发生变形进而将力信号转变为电信号,故而弹性元件的选择对柔性压力传感器的整体性能影响颇深。聚二甲基硅氧烷(PDMS)因为其化学性质稳定、热稳定性好、制备成本低和生物相容性良好的特点,被作为柔性基底广泛应用于传感器中。本文通过收集相关信息,综述了基于PDMS的柔性压力传感器的传感机理,介绍了改善PDMS材料性能的制备工艺,包括最近流行的引入孔隙结构和构筑表面架构,并介绍了基于PDMS柔性压力传感器在医疗监测、电子皮肤等领域的应用。最后,对基于PDMS的柔性传感器所面临的挑战和未来机遇进行了展望。

  • 综述与评论
    赖朝霞, 范润奇, 王雪, 张曙盛, 邱婷, 冯陈国
    化学进展. 2025, 37(5): 639-648. https://doi.org/10.7536/PC20250103
         

    有机过渡金属化合物通过分子内C—H活化形成环金属物种,然后选择性开环可实现金属原子在分子内的“跨空间”迁移。与广泛研究的基于杂原子导向的C—H活化反应相比,这一过程更为复杂且难以控制。在过去的十多年中,该领域取得了显著进展,为远程C—H键的官能团化提供了新的有力工具。芳基向烯基的1,4-钯迁移作为该领域重要研究内容之一,虽然涉及钯向热力学上更不稳定的烯基位置迁移以及烯烃本身的多样反应性等系列挑战问题,但是其可为多取代烯烃的高立体选择性合成提供新的方法,具有重要学术和应用价值,因而引起了广泛关注。本文综述了基于芳基向烯基1,4-钯迁移的核心机制、各种转化反应及其可能的合成应用,并探讨了该领域面临的挑战和未来的发展前景。

  • 综述与评论
    刘基, 姚耀春, 张少泽, 张克宇, 彭昌军, 刘洪来
    化学进展. 2025, 37(5): 788-800. https://doi.org/10.7536/PC240614
         

    锂金属电池由于其高能量密度成为下一代电池技术研究的焦点。然而,锂金属电池的商业化进程受到一系列挑战的限制,包括锂枝晶形成、体积效应和SEI破裂等问题。离子液体由于其独特的物理和化学特性,成为解决这些问题的重要候选材料。尽管离子液体在锂金属电池中展现出巨大的应用潜力,但仍存在成本高、黏度大等一系列问题亟须解决。未来的研究应致力于开发新型的低成本、高性能的离子液体,并进一步理解其在电池中的作用机制。此外,结合先进表征技术和理论计算,深入探讨离子液体在锂金属电池中的动态行为和界面现象,将有助于推动其实际应用。本文综述了锂金属电池研究与发展过程中所涉及的安全问题,以及离子液体在作为电解液和固体电解质时在锂金属电池中应用的研究进展。

  • 综述
    戴嘉文, 谢春霖, 张睿, 李欢欢, 王海燕
         

    相比锂离子电池,钠离子电池在资源、成本、安全、功率性能和低温性能等方面都具有较大优势。然而,目前的钠离子电池能量密度较低,为了开拓更广阔的应用空间,开发高比能钠电池是目前学术界和产业界关注的热点。近年来,无负极钠电池(AFSBs)因其在能量密度、工艺安全性和整体电池成本方面的优势而受到广泛关注。但该体系中存在固态电解质界面(SEI)破裂、副反应增多、枝晶无序生长以及死钠的产生易导致快速的容量衰减,电池循环寿命较短等缺陷。这些挑战可归因于以下三个关键问题:钠的高反应活性、循环过程中钠的不均匀沉积行为以及剧烈的体积膨胀。针对上述问题,本文围绕集流体-钠界面与钠-电解质界面,阐释了AFSBs负极侧促进无枝晶生长的设计方法,包括设计亲钠涂层、构建多孔骨架结构调节钠成核过程以及设计坚固的SEI界面层,进一步引导钠的均匀沉积与剥离,最终构建长寿命的AFSBs。最后展望了AFSBs的未来研究方向及应用前景。

  • 综述与评论
    关银燕, 郝小蕊, 徐锐, 李洪飞, 吴禹翰, 梁吉艳
    化学进展. 2025, 37(5): 775-787. https://doi.org/10.7536/PC240610
         

    锌-碘电池作为一种新型绿色、低成本、高安全电化学储能技术,受到了广泛关注。其基本原理是利用锌和碘之间的电化学反应来储存和释放能量。然而,碘的低电子电导率、穿梭效应和高可溶性限制了锌-碘电池的实际应用。本文系统综述了碳材料在锌-碘电池正极中的研究进展,重点介绍了几种常用的碳材料,如碳纳米管、石墨烯、活性炭、生物质衍生碳及其他多孔碳材料等。这些碳材料凭借其优异的导电性、高比表面积和良好的化学稳定性,在锌-碘电池中不仅能够有效吸附和固定碘分子,防止碘的流失和穿梭效应,还可以通过调控材料的孔隙结构和表面化学性质,促进碘的氧化还原反应,提升电池的容量和循环稳定性。同时,本文还总结了碳材料在锌-碘电池实际应用时面临的挑战与问题,包括如何进一步提升对碘的吸附能力、增强碳材料的结构稳定性等。基于这些挑战,本文提出了几点未来可能的研究方向,以期进一步提高电池性能、降低制造成本,为推动这一新兴的电池技术的发展和应用奠定基础。

  • 综述与评论
    张淑娴, 金康
    化学进展. 2025, 37(5): 649-669. https://doi.org/10.7536/PC240613
         

    近年来,随着多肽合成方法的改进与创新,双环肽领域飞速发展,越来越多的双环肽化合物已进入临床试验阶段。通过对多肽化合物库进行高通量筛选,目标结构的获得效率大大增加,进一步促进了双环肽领域的发展。与直链肽和单环肽相比,双环肽的结构较大,且具有一定的刚性,这些特点赋予了其抗体样的亲和力和选择性,可以高效结合到宽大的靶点表面。双环肽结构中往往不含裸露的氨基和羧基末端,使其对蛋白水解酶稳定性增加。此外,双环肽还具有一定的细胞膜通透性,有利于改善生物利用度。随着合成技术的广泛应用与不断发展,越来越多的双环肽被相继开发,为双环肽药物的研究奠定了基础。然而,在成药性方面,双环肽的溶解度、构象稳定性和体内活性仍存在局限性,需要进一步通过制剂学、化学修饰等手段来解决。本综述主要讨论近年来双环肽的化学合成策略及其在药物研发中的应用。

  • 综述与评论
    江秀霜, 王俊明, 刘宏治
    化学进展. 2025, 37(5): 724-742. https://doi.org/10.7536/PC240612
         

    随着人们生活质量的提高和环保意识的加强,“绿色”环保的纤维素材料因其在中红外波段具有高发射的特性和多尺度结构可调控性的优势在日间辐射制冷领域颇受瞩目。本文介绍了辐射制冷材料的分类与优缺点、辐射制冷的原理及其影响辐射制冷性能的因素,着重综述了纤维素基日间辐射制冷材料的分类、研究现状及其辐射制冷性能,并总结了纤维素基日间辐射制冷材料在建筑热管理、人体热管理、光伏冷却及低温贮运四个主要应用领域的研究进展,最后探讨了对目前研究中存在的挑战,并对该领域未来的发展方向进行了展望。

  • 综述与评论
    李思宇, 刘以凡, 吕源财, 叶晓霞, 林春香, 刘明华
    化学进展. 2025, 37(5): 670-685. https://doi.org/10.7536/PC240616
         

    纤维素纳米晶(cellulose nanocrystals,CNCs)是从天然纤维素中获得的具有高结晶度的一种棒状纳米材料,CNCs悬浮液通过蒸发诱导自组装(evaporation-induced self-assembly,EISA)可形成具有手性向列型结构的虹彩膜,从而展现出独特的光学性质并可呈现特定的结构色,在防伪、传感、光电等领域具有极大的应用潜力。由于CNCs原料来源丰富、绿色可再生,已为新一代手性材料研究的首选。本文介绍了CNCs手性液晶的形成机制、结构与光学特性,综述了近年来国内外较为典型的CNCs手性液晶的制备方法,讨论了CNCs手性液晶的结构色及其调控手段,并概述了CNCs手性液晶在防伪材料、模板材料、其他功能材料以及生物医疗领域的应用进展。最后,对CNCs手性液晶所面临的挑战和研究前景进行了展望。

  • 综述与评论
    刘健淞, 潘贵达, 张峰, 高伟, 唐俊涛, 喻桂朋
    化学进展. 2025, 37(5): 686-697. https://doi.org/10.7536/PC240705
         

    近年来,共价有机框架(COFs)材料已经成为膜材料领域的研究热点之一。与传统的聚合物材料相比,COFs具有独特的孔结构和结构多样性,有望在膜应用领域取得新突破。本文以不同界面体系为切入点,系统介绍了界面聚合制备高性能COFs膜的方法和各界面体系下的成膜机制,讨论了膜结构精细化调控的策略,并概括了膜结构与应用性能间的关系。最后,本文对界面聚合法制备共价有机框架膜中所面临的挑战进行了总结,展望了该领域的发展趋势。

  • 综述与评论
    曹恒昱, 高之胜, 闫馨, 李欢欢, 陶冶
    化学进展. 2025, 37(7): 949-966. https://doi.org/10.7536/PC240907
         

    近些年,通过合理的分子设计将手性基团与室温磷光材料相结合,构建了一系列具有圆偏振发光性质的有机室温磷光材料。圆偏振有机室温磷光(Circularly polarized room temperature phosphorescence, CPRTP)材料的发光原理与有机室温磷光材料的发光过程保持一致,同时伴随着圆偏振发光性质。这类材料不仅保留了圆偏振发光中能量损耗低的优势,还极大地拓展了有机室温磷光材料在防伪加密、余辉显示等领域的应用。本文从CPRTP材料的发光机理及分子策略出发,依据CPRTP材料构筑方法的不同,概括了其结构设计策略,系统综述了各种类型的CPRTP材料的分子结构和光电性能的关系,最后探讨了CPRTP材料目前存在的问题,并展望了其未来的发展前景及挑战。

  • 综述
    吴朝阳, 汪超, 陈非凡, 董新荷, 郑海英
    化学进展. 2025, 37(4): 575-592. https://doi.org/10.7536/PC240618
         

    二维钙钛矿(2D)材料由于其高稳定性而备受关注,但其光电转换效率仍有提升的空间。设计有效的间隔阳离子是提高2D钙钛矿太阳电池光电性能的关键方法。其中,卤素取代是一种有效策略,可调节钙钛矿晶体结构的稳定性和光学性质,提高光电转换效率和长期稳定性。近年来,基于不同卤素取代的间隔阳离子2D钙钛矿在制备高性能钙钛矿太阳电池上取得了显著进展。本文首先概述了不同间隔阳离子的2D钙钛矿材料及器件的发展现状,然后重点综述了基于氟、氯、溴等卤素单取代和多取代的间隔阳离子在制备2D钙钛矿太阳电池(PSCs)和用于3D钙钛矿表面修饰的研究进展。最后,我们对其目前面临的挑战和未来发展方向进行了简要展望。

  • 综述与评论
    张志强, 李海朝, 龙英
    化学进展. 2025, 37(6): 918-933. https://doi.org/10.7536/PC240803
         

    次氯酸/次氯酸根离子(HOCl/ClO-)是生物体内各种生理和病理过程的重要参与者。二者通过炎症反应促进免疫防御,但其过量产生或产生位置的不适当会导致细胞膜、DNA和蛋白质氧化损伤。因此,鉴于HOCl/ClO-的重要生理病理学研究意义,对其特异性识别和检测,一直是研究者的重要研究课题。而荧光及荧光探针方法因其自身诸多优点,在众多的传统检测方法中脱颖而出。本文按照荧光探针与HOCl/ClO-之间的识别机制分类,综述了有机小分子HOCl/ClO-特异性荧光探针从首例发展至今的一些代表性研究工作。重点讨论了HOCl/ClO-特异性荧光探针的识别机制和生物学应用,并对HOCl/ClO-特异性荧光探针的化学和生物学发展前景进行了展望。

  • 综述与评论
    艾集智, 理思远, 吴嫦娥, 王拴紧, 孟跃中
    化学进展. 2025, 37(5): 698-714. https://doi.org/10.7536/PC240615
         

    通过化学过程和微生物与酶等生物过程来生产生物可降解塑料发展迅速,在一些领域替代不可降解塑料,有利于“白色污染”的治理。纤维材料是一类通过普通材料经过特殊加工而得到的一维材料。可生物降解材料制备成纤维材料,在纤维增强复合材料、纺织品及生物医学领域的应用具有重要意义。本文针对材料可生物降解机理和生物降解合成纤维制备方法、研究现状,以及基于可生物降解合成纤维的复合材料进行评述,并对材料纺丝成型方式、说明部分生物可降解塑料与常规纤维成型方式的适用关系,并指出了生物可降解合成纤维材料发展所面临的挑战和发展前景。

  • 综述与评论
    吴诗文, 陆宏志, 李雅欣, 张志阳, 徐守芳
    化学进展. 2025, 37(3): 351-382. https://doi.org/10.7536/PC240506
         

    基于贵金属纳米颗粒等离子共振(LSPR)的比色传感,因具有操作简单和低成本的优点,在环境、食品安全、生物医学等多个领域得到广泛应用,对于有机分子、无机离子、DNA、蛋白质等重要物质的检测发挥重要作用。本文着重归纳了基于金纳米颗粒、银纳米颗粒、金纳米棒、三角银、金@银等典型贵金属纳米粒子的两种传感模式的原理及应用:一是基于聚集引起的LSPR比色传感;二是基于刻蚀和生长引起的“非聚集”LSPR传感。同时,总结了不同化学成分、尺寸、形貌、表面性质的贵金属纳米粒子对于不同分析物的响应特点,并针对比色传感应用中面临的选择性问题,简单介绍了比色分析传感阵列的构建和使用。最后简单归纳了纳米粒子LSPR比色传感面临的问题并对其研究前景进行了展望。在未来,基于贵金属纳米颗粒等离子传感器传感的潜在应用将进一步拓宽,这也将有助于简单、灵敏、即时的比色传感系统的发展。

  • 综述与评论
    曾杉杉, 王同波, 梁李斯, 张旭, 尉海军
    化学进展. 2025, 37(6): 827-842. https://doi.org/10.7536/PC240807
         

    由于铝金属具有高体积/质量比容量、高安全和低成本等优势,铝电池成为目前新型电化学储能器件的研究热点之一。高性能电池材料是制约铝电池发展的关键因素,相较于多样的正极材料,铝负极设计是铝电池的共性关键问题。然而,铝负极存在表面钝化、局部腐蚀、枝晶生长等问题,极大影响了铝电池的电化学性能。本文针对上述问题,首先从反应机制角度分析了影响铝负极性能的关键因素,综述近年来铝负极设计改性的重要研究进展,分析可有效改善铝负极性能的重要策略,并探讨其对铝电池电化学性能的优化效应及机理。最后,针对铝负极设计优化的挑战性问题和发展趋势进行展望,为构建高性能铝电池提供参考。

  • 综述
    江佳佳, 赵俊虎, 喻勤, 张甜
    化学进展. 2025, 37(4): 593-611. https://doi.org/10.7536/PC240608
         

    工业的持续发展带来了巨大的经济效益,但也对环境造成了极大的危害。化石能源燃烧产生的超多CO2被排放到自然环境中,对环境和人类健康构成威胁。所以人们正在努力开发能够有效捕获CO2的材料。目前CO2捕获主要发生在化石燃料燃烧后,依据CO2吸附剂设计标准,多种多样的CO2捕获材料被设计开发出来,有固体吸附剂、液体吸附剂和多相吸附剂。各种吸附剂的吸附机理也不尽相同,包括吸附、吸收或两种机理共同作用。本综述聚焦于目前常见的各类吸附剂的捕获性能、吸收机理和优缺点,分别对胺溶液吸收剂、沸石基吸附剂、离子液体类吸附剂、碳基吸附剂、金属有机框架材料、共价有机框架材料、金属氧化物材料和生物聚合物纳米复合材料进行介绍,并对各类CO2吸附材料未来的发展做出展望。

  • 综述与评论
    陈信, 王镜朝, 崔翔明, 周密, 王嘉楠, 延卫
    化学进展. 2025, 37(5): 758-774. https://doi.org/10.7536/PC240713
         

    锂硫电池因其极高的容量和能量密度而具备了极大的应用前景。然而,正极硫缓慢的反应动力学严重阻碍了其进一步应用。为了改善锂硫电池正极转化慢的问题,探索高效催化剂以加快硫的反应动力学研究迫在眉睫。过渡金属因独特的物化特性和优秀的催化性质而被视为锂硫电池的潜在催化剂。值得注意的是,过渡金属的种类、性质差异会引起其催化机理的不同。基于此,本文基于金属特性划分了5类过渡金属(黑色金属、常规有色金属、贵金属、稀有难熔金属、稀土金属),分析了过渡金属催化剂在电池中的催化机制,包括吸附作用、加速电子转移、降低反应活化能和协同催化等6种。综述了各类金属应用于锂硫电池研究进展,明确了不同类别的金属对应的催化机理,并对过渡金属催化剂面临的挑战提出了针对性的4种优化策略,即纳米结构化设计、掺杂改性、合金化和表面包覆策略,以期为锂硫电池催化剂的设计提供一定的参考。

  • 综述
    聂赛群, 肖鹏程, 陈佳瑶, 罗伏利, 赵田, 陈一
    化学进展. 2025, 37(4): 621-638. https://doi.org/10.7536/PC240523
         

    HKUST-1具有超高的比表面积和孔隙率、优异的热稳定性以及可调的结构和多样化功能特性,是目前研究最为广泛的MOFs之一;HKUST-1基复合材料具备了多组分的优异性能,展现出了新的物理化学性能,对其应用有着重要的影响。HKUST-1及其复合材料的结构特征和物理化学性质使其在气体储存、气体吸附、催化、光降解、传感及药物传递与释放等领域具有广阔的应用前景。本文重点阐述了近年来HKUST-1及其复合材料在各领域的应用进展,最后对HKUST-1及其复合材料的研究方向进行了展望。

  • 综述与评论
    胡芳诚, 胡均贤, 田阳, 王东, 马廷壮, 王立鹏
    化学进展. 2025, 37(3): 439-454. https://doi.org/10.7536/PC240508
         

    钠离子电池倍率性能优异,高低温性能稳定,钠资源丰富且成本低,在大规模储能和低速电动车领域具有良好的应用前景。正极材料决定着钠离子电池的工作电压与循环性能,是直接影响钠离子电池整体性能的核心组成部分。其中,Na3V2(PO42F3(NVPF)具有优异的结构稳定性和高工作电位,但离子扩散速度慢和电子电导率低,需要通过元素掺杂等改性手段进一步提升性能。本文介绍了NVPF的背景、晶体结构和制备方法;详细总结了在NVPF材料的钠位、钒位、阴离子位等不同掺杂位点进行掺杂的改性进展;并分析了掺杂在NVPF材料中优化颗粒尺寸、增强晶格稳定性、改变晶格间距提升钠离子扩散速度、提高电子电导率的作用机理。本文从后续研究的角度出发,对NVPF材料的制备、掺杂位点以及作用效果进行了总结,并对掺杂改性发展前景进行展望。


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