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  • “幕后功臣”－黏结剂对微电解填料的强化作用机理
    杨世迎, 马锡淼
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241209
    录用日期: 2025-08-07
    摘要 (2) HTML (1) 可视化 收藏 引用

    在面对难降解且高毒性的卤代有机物、抗生素等新污染物时，微电解填料可以借助直接的电子还原和电化学氧化等手段，有效地瓦解这些污染物分子的化学结构，达成深度矿化的效果。然而，传统的微电解填料仍存在诸多棘手问题，比如填料的稳定性欠佳、使用寿命较短、容易出现板结与钝化现象，致使反应器堵塞，进而需要频繁地更换填料。通常采用造粒来强化铁粉与活性炭粉之间的界面键合强度来解决这些问题。但以往的研究往往侧重于填料的组成成分或制备手段对填料性能的影响，黏结剂的作用隐微难见。通过深入的调查发现，黏结剂在微电解填料性能强化进程中实则扮演着“幕后功臣”的角色，其官能团和化学结构对填料的性能有着深远的影响。它不但能够优化填料的机械强度，提升填料的稳定性与抗钝化能力，改善传质过程，避免填料板结，延长填料的使用周期，而且还可以提高电子的利用率，催化反应的发生，从而进一步强化对新污染物的降解活性。鉴于此，本文系统总结了在不同造粒方法中常用黏结剂的界面键合机理，剖析了黏结剂强化微电解填料性能的深层作用机制，探讨了黏结剂种类与含量对填料性能的影响规律，并对开发新型高性能黏结剂材料，优化黏结剂在填料制备过程中的工艺参数，深入探索黏结剂填料活性成分之间的作用机制等方面进行了展望，以期促进微电解填料在环境治理领域的发展。

  • 合成生物学驱动的甜味蛋白创新生产
    刘倩, 彭梓昌, 王雅梦, 耿瑶, 任晓敏, 夏小乐
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241215
    录用日期: 2025-08-07
    摘要 (2) HTML (2) 可视化 收藏 引用

    甜味蛋白凭借其低热量、高甜度属性，在食品工业中展现出巨大潜力，不仅能够满足消费者对于健康、安全甜味剂的需求，还有望替代传统高热量甜味剂，推动食品工业创新。然而，其商业化进程仍面临原料产地限制、产量低、提取成本高、稳定性差等挑战。本文综述了甜味蛋白的基本特性，探讨了其呈味机制以及结构与甜味活性之间的关系；并提出通过合成生物学和人工智能等手段对甜味蛋白及宿主进行精准设计与改造，从而提高其甜度、稳定性和产量；同时，通过优化宿主、表达与分泌策略以及发酵过程精准控制，进一步提升甜味蛋白的产量和活性。这为解决甜味蛋白商业化应用中存在的问题提供了理论依据和技术参考，对于推动甜味蛋白在食品工业中的广泛应用具有积极意义。

  • 研究论文
    化学链载氧体储释氧机理研究进展
    陈妮娜, 李志强, 郭龙益, 文隆煜, 江磊, 李孔斋
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241212
    录用日期: 2025-08-01
    摘要 (11) HTML (0) 可视化 收藏 引用

    化学链技术在二氧化碳原位捕集、氢能制备、氧化脱氢和甲烷部分氧化等领域具有广泛应用，载氧体开发是制约其发展的关键环节。探索载氧体晶格氧储释氧机理对高性能载氧体设计、化学链反应机制阐释和产物选择性与产率调控至关重要。本文系统回顾了载氧体储释氧机理的研究方法和研究进展，呈现了关键表征技术在探索晶格氧迁移机制方面所发挥的重要作用，概述了不同类型载氧体的反应机理和活性组分的时空演变特征，为载氧体结构设计与改性提供理论支撑。同时，本文还重点论述了化学链载氧体储释氧机理研究的难点与争论点，展望了该领域尚未解决的问题和未来发展方向。

  • 研究论文
    磷化铁钴基阳极材料水解离性能的提升策略
    郭旭, 李欣, 齐晶瑶
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241205
    录用日期: 2025-08-01
    摘要 (11) HTML (0) 可视化 收藏 引用

    磷化铁钴以其低成本、较高催化活性被认为是阳极解离水的重要候选材料，但其仍然面临本征导电性较差、活性位点有限等问题。本文从以析氧反应为代表的阳极水电氧化过程出发，系统综述了磷化铁钴基材料通过本征活性调控、杂原子掺杂、缺陷设计、异质结构筑等策略调整电子结构、优化水氧化中间体吸附能、提高稳定性等方面的研究进展，最后对进一步发展磷化铁钴基电极材料提出展望。

  • 研究论文
    化学动力学疗法的反应机制及其抗肿瘤应用
    韩梦雨, 陈蓉, 李乔, 李红, 贾怡
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241102
    录用日期: 2025-07-28
    摘要 (26) HTML (2) 可视化 收藏 引用

    化学动力学疗法（CDT）是指利用金属离子介导的芬顿/类芬顿反应催化过氧化氢生成高细胞毒性的羟基自由基杀伤肿瘤细胞的方法，具有肿瘤特异性、副作用小，以及治疗过程仅由肿瘤内部物质如过氧化氢、谷胱甘肽引发，无需外部刺激等优点。然而肿瘤微环境中高浓度的谷胱甘肽、内源性过氧化氢不足及乏氧等阻碍了CDT的治疗效果。为了提高CDT的疗效，研究人员相继探索了多种金属离子介导的芬顿/类芬顿反应，进而实现CDT与其他疗法的联合治疗。本文综述了CDT的反应机制及其与多种疗法协同抗肿瘤应用的研究进展。首先讨论了不同金属离子介导的CDT的催化反应机制，深入探讨了各种离子催化芬顿或类芬顿反应时的优势和不足。进而，分别详细描述了光热疗法、化疗、光动力疗法等多种疗法与CDT的联合治疗应用于抗肿瘤治疗中的最新研究进展。最后，提出了CDT未来发展的研究方向，以及进一步推动该疗法进行临床应用需要考虑的关键问题。

  • 研究论文
    聚氨酯材料在骨缺损修复中的应用及研究进展
    韩威妺, 王亚惠, 李胤, 严建安, 李智琴, 黄棣
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241103
    录用日期: 2025-07-28
    摘要 (14) HTML (4) 可视化 收藏 引用

    意外事故或疾病导致的骨缺损是骨科手术中非常常见且棘手的问题，寻找理想的骨修复材料已成为目前骨组织工程的热点之一。聚氨酯（PU）材料是一类软硬段交替排列，具有微相分离结构的多嵌段共聚物，可通过软段结构、硬段比例、结晶度等实现应用性能的调控（机械性能、生物相容性及生物降解性等），在骨缺损修复领域展现出广阔的应用前景。本文综述了近年来PU在骨组织工程领域的设计、合成、改性和生物学性能等方面的研究，并重点介绍了PU在骨再生中的应用进展，包括植入支架、可注射材料和药物载体等，以期为未来PU材料的设计及临床应用提供更多思路。

  • 研究论文
    分子描述符和端到端深度学习在MOFs设计中的应用
    何英, 谭昉畅, 闫希亮
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241104
    录用日期: 2025-07-28
    摘要 (17) HTML (9) 可视化 收藏 引用

    MOFs因其独特的结构和理化性质，在气体存储、催化、传感等领域展现了广阔的应用前景。然而，仅靠传统实验方法难以快速高效地设计具有所需性质的MOFs。近年来，以传统机器学习和深度学习为代表的人工智能方法在材料科学中得到了广泛应用，并取得了诸多显著性成果。其中，如何有效提取MOFs结构特征，并将其转化为计算机可识别的输入形式，是传统机器学习和深度学习建模的前提和关键步骤。为此，本文系统综述了基于分子描述符的人工特征提取和基于端到端深度学习的自动特征提取，总结了两种方法的基本概念和原理，着重强调了两者在MOFs设计中的具体应用和最新进展，最后讨论了提高结构特征提取的全面性、可解释性和可重复性等方面所面临的挑战和未来发展方向，以期为人工智能驱动的MOFs设计提供参考和理论指导。

  • MoS2基超级电容器层间距调控机制：进展与挑战
    吴明宇, 马东亮, 华青松, 陆顺
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC20250605
    录用日期: 2025-07-11
    摘要 (29) PDF全文 (30) HTML (23) 可视化 收藏 引用

    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，广泛被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
    孕期全氟和多氟烷基化合物暴露对胎盘结构和功能的影响
    全凤, 高川子, 裘文慧, 郑一
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC20250610
    录用日期: 2025-07-11
    摘要 (27) PDF全文 (11) HTML (25) 可视化 收藏 引用

    全氟和多氟烷基化合物（PFAS）是一类持久性有机污染物，因其在工业和消费品中的广泛应用而广泛存在于各类环境介质中，并通过饮食、饮水、呼吸和皮肤接触进入人体内，对人类健康构成潜在威胁。胎盘作为母胎界面的关键器官，不仅承担着物质交换和内分泌调节的重要功能，还是保护胎儿免受外界有害物质侵害的天然屏障。PFAS能够穿过胎盘屏障并在胎盘组织中累积，进而干扰胎盘正常生理功能，严重威胁胎儿健康生长与发育。本文基于流行病学、胎盘细胞模型以及动物暴露模型的研究证据，综述了PFAS暴露对胎盘结构和功能的影响，总结了PFAS在胎盘中的全球暴露水平，分析了PFAS暴露对胎盘形态、结构和功能的影响，并探讨了可能的分子机制。通过对现有研究的全面梳理，并为后续研究方向提出展望。

  • PET-RAFT聚合催化剂：生物医药与先进制造应用
    张玉香, 张伟杰, 刘磊, 黄奕睿, 王惠, 冯岸超
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241013
    录用日期: 2025-06-19
    摘要 (23) 可视化 收藏 引用
    光诱导电子转移可逆加成-断裂链转移聚合(Photoinduced Electron Transfer-Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization,PET-RAFT聚合)凭借能耗低、反应条件温和、时空可控、反应正交性和耐氧性等特性在聚合领域得到广泛关注与应用,在表面改性方面,PET-RAFT聚合被用于改善材料的表面特性,如生物相容性和抗黏附性。在生物医药领域,PET-RAFT聚合技术用于药物递送系统,如球形胶束和囊泡。此外,PET-RAFT聚合在3D打印和激光写入中的应用展示了其在精确控制材料结构和功能化方面的巨大潜力。PET-RAFT聚合的关键在于寻找合适的光催化剂,目前催化剂包括均相和非均相催化剂体系,均相催化体系如过渡金属络合物、卟啉及酞菁类催化剂、有机染料和半导体材料等,非均相催化剂体系如宏观材料负载型、纳米材料负载型、金属有机框架型、共价有机框架型和共轭微孔聚合物等,其中非均相催化剂可以通过离心和过滤分离对光催化剂进行有效回收利用。未来研究者将开发新型低成本、高效率、易回收、无毒的光催化剂以提高低能光子的使用效率和改善光聚合与环境的相容性。
  • 海水直接电解制氢体系阴极碱垢的形成机制及抑制策略
    袁骏舒, 周伟, 于洋, 王星星, 黄玉明, 孟晓晓
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC241113
    录用日期: 2025-06-06
    摘要 (40) PDF全文 (35) 可视化 收藏 引用
    氢能是未来能源的理想载体,传统的化石燃料重整制氢方式不能从根本上解决碳排放问题,海水直接电解制氢是未来极具发展前景的新型制氢方式。相比于传统基于纯水的电解制氢技术,天然海水在成分上更复杂,电解过程中发生的副反应更多,对电极材料、电解槽结构设计等提出了更高要求。阳极析氯反应（CER）及阴极钙镁离子沉淀反应是海水直接电解技术面临的两大挑战。近年来已有大量文献报道CER的发生机理及抑制方法。相比之下,针对阴极钙镁离子沉积问题的机制及抑制策略讨论较少。在实际电解制氢过程中,阴极表面因钙镁离子沉积导致的电极传质阻力增大、电解效率降低等问题需重点关注。为此,本文从电极表面钙镁离子沉淀的形成机制出发,介绍了直接电解海水制氢的基本原理、面临的挑战,并对近年来针对阴极无机沉淀的抑制策略的研究进行了总结。最后,本文对未来海水直接电解制氢的研究方向进行了展望。
  • “环境催化城市”：概念提出和研究展望
    马金珠, 楚碧武, 马庆鑫, 何广智, 刘倩, 王书肖, 贺克斌, 赵进才, 贺泓
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC24021 https://cstr.cn/32298.14.PC24021
    录用日期: 2024-03-19
    摘要 (284) PDF全文 (474) 可视化 收藏 引用
    大气污染是城市环境质量改善面临的重大挑战。城市化过程既是造成城市大气高度复合污染的重要原因,也为城市自净化大气污染物提供了可人为强化的条件。“环境催化城市”是指将城市中的建筑物内外、硬化地面等表面涂覆催化材料,在自然界的光、热等条件下实现环境中低浓度气态污染物自发催化净化的城市。构建“环境催化城市”对低碳控制大气复合污染,持续改善室内外环境空气质量,规划建设“自净城市”意义重大。本文提出了“环境催化城市”概念,并对如何完善和发展“环境催化城市”理论和实践进行了展望。
  • 木质纤维素气凝胶的制备及其阻燃改性
    王爽, 张鑫, 孙苗, 段红娟, 张海军, 李少平
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC230813a https://cstr.cn/32298.14.PC230813a
    录用日期: 2024-03-13
    摘要 (262) 可视化 收藏 引用
    木质纤维素气凝胶具有密度低、孔隙率高、导热系数低等优异性能,被广泛应用于保温隔热、吸附、催化、电磁屏蔽和生物医学等领域。同时木质纤维素也是一种生物基材料,具有绿色、无污染、可再生和可持续的特点。本文首先综述了木材基纤维素和农作物废弃物基纤维素气凝胶的最新研究进展,然后综述了冷冻干燥、超临界干燥和常压干燥制备木质纤维素气凝胶的研究现状。其次,针对木质纤维素气凝胶普遍存在的易燃问题,详述了提高木质纤维素气凝胶阻燃性能的常用方法。最后,提出了木质纤维素气凝胶制备及性能方面存在的主要问题,并对该领域未来的发展方向进行了展望。
  • 水热体系中的凝聚态及化学反应*
    高露莎, 李婧汶, 宗慧, 刘千玉, 胡凡生, 陈接胜
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC220326 https://cstr.cn/32298.14.PC220326
    录用日期: 2022-04-01
    摘要 (447) 可视化 收藏 引用
    水是一种清洁、安全、环境友好的化学反应介质,认识水介质体系中水的性质及水热化学反应对凝聚态化学的研究至关重要。水热条件下的水处于高温高压状态,其物理化学性质往往与常态下的水完全不同;因此,水热体系中可进行的化学反应范畴大为拓宽。本文介绍了水分子及其团簇的结构,水性质随条件变化的规律和特点以及水热体系中的凝聚态问题,综述了水热体系中典型的材料合成、水热有机化学反应、生物水热合成等内容,梳理了凝聚态和水热化学之间的关系,期望从凝聚态化学的角度为理解水热化学及反应体系提供一些新的思路。
  • 数据科学与化学交叉视域下的重金属危废物相分析
    林乐, 刘学明, 梁彦杰, 徐文彬, 李音, 林璋
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC211120 https://cstr.cn/32298.14.PC211120
    录用日期: 2021-12-27
    摘要 (1758) 可视化 收藏 引用
    我国重金属危险废物（重金属危废）产生量全球第一，高达数千万吨/年，环境危害性极强，一旦控制不当将引发重大环境安全事故，其处理处置一直是环境领域的世界难题。目前，基于物相调控的资源化是解决该难题最具潜力的方案。然而，重金属危废来源广，物相种类多样、结构多变，导致难以发展共性的资源化技术。本文以《国家危险废物名录》中所列危废为研究对象，在数据科学和化学交叉视域下系统深入地分析重金属危废的物相组成特征，归纳出重金属危废中的共性物相，并构建了全行业重金属危废中重金属元素与物相的映射图谱。在此基础上，本文介绍了两种重金属赋存分布的定量分析方法，明确了典型重金属危废中的赋存物相，最后展望了重金属危废物相新认知在推动处理处置技术革新方面的广阔前景。
  • 具有三维特殊形貌/纳米结构的Pt基电催化剂的研究进展
    唐向春 陈家祥 刘利娜 廖世军
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC200218 https://cstr.cn/32298.14.PC200218
    录用日期: 2021-05-25
    摘要 (630) 可视化 收藏 引用
    燃料电池技术及产业近年来在我国迅猛发展，然而，大量使用Pt基贵金属催化剂所带来的高成本问题仍然是制约燃料电池技术及产业发展的最为重要的因素之一。开发和研究具有更高催化效率的Pt基贵金属催化剂对于促进燃料电池技术和产业的发展具有十分重要的意义。具有三维特殊形貌/纳米结构的Pt基催化剂是近年来出现的一类极其重要的低Pt催化剂，这类催化剂由于具有特殊的形貌和结构，其Pt质量活性可以数倍数十倍地高于目前广泛使用的Pt碳类催化剂。本文着重介绍了近年来具有三维特殊形貌的Pt基催化剂（如：纳米框架结构、花状结构、纳米笼结构、海胆结构等）的研究进展，以及这类催化剂在燃料电池中的应用的研究进展。同时，指出了这类催化剂尚存在的不足和面临的挑战，并对这类催化剂的未来的研究和应用做了展望。
  • 激活型有机光声造影剂应用研究
    刘加伟, 王婧, 王其, 范曲立, 黄维
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC200720 https://cstr.cn/32298.14.PC200720
    录用日期: 2020-12-28
    摘要 (730) 可视化 收藏 引用
    光声（PA）成像作为一种结合了光学和声学成像优势的新型成像方式，具有深层组织穿透和高空间分辨率等优点，在重大疾病的早期影像诊断方面有着巨大的应用前景。然而传统的PA造影剂依然存在信噪比低、选择性及特异性差等不足，容易产生假阳性诊断结果。激活型PA造影剂可以有效的降低背景噪声，并提升成像的灵敏度和特异性，是目前PA造影剂设计与构筑的主要趋势。本综述首先简单介绍了PA成像的原理，然后结合近几年在金属离子、酶、活性氮和活性氧等相关方面的生物成像应用，梳理了可激活探针在不同微环境中的响应方式。最后，对激活型探针在PA成像中的应用进行了总结和展望。
  • 生物质纤维衍生碳材料在锂硫电池正极中的应用
    任文臣, 崔志华, 王文涛, 唐炳涛
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC200629 https://cstr.cn/32298.14.PC200629
    录用日期: 2020-12-22
    摘要 (1100) 可视化 收藏 引用
    锂硫电池采用理论放电比能量高达2600 Wh/kg的单质硫作为正极活性物质,其能量密度是传统锂离子电池的5~6倍,可大幅提高电动汽车的续航里程和电子产品的使用时间。然而,锂硫电池正极充放电中间产物多硫化锂易溶于电解液,从而造成活性物质流失。在锂硫电池正极材料研究中,常采用多孔化处理或极性修饰,赋予正极载体一定的束硫能力,抑制多硫化锂的溶解。作为天然的纳米材料源,生物质纤维可利用其丰富的分级多孔结构和天然的杂原子掺杂特性对锂硫电池正极活性物质进行物理或化学吸附,从而提高电池的循环稳定性。本文分类综述了生物质纤维在锂硫电池正极材料中的应用,总结了生物质纤维衍生碳材料的功能化处理手段及束硫机理,分析了目前生物质纤维衍生碳材料正极载体研究中面临的主要问题,并展望了其在锂硫电池中的应用前景。
  • 选择性氧化HMF的研究及展望
    程丽丽, 章赟, 朱烨坤, 吴瑛
    化学进展. https://doi.org/10.7536/PC200441 https://cstr.cn/32298.14.PC200441
    录用日期: 2020-10-15
    摘要 (2639) 可视化 收藏 引用
    近年来，利用储量丰富且可再生的生物质资源制备高附加值化学品和液体燃料是目前化学研究领域的热点之一，同时契合可持续发展的国家战略。5-羟甲基糠醛（HMF）是关键的生物质平台化合物之一，广泛应用于制备精细平台化合物、药物的中间体、聚合物的合成、液体燃料的前驱体等。因此，HMF的选择性氧化逐渐成为生物质领域的研究热点。本文主要介绍了近五年来关于HMF选择氧化制备DFF、FFCA、FDCA等生物质衍生物的研究，以及以HMF为中间体的生物质转化过程。关于对HMF进行选择性氧化，主要聚焦于以热催化和光催化两种途径。其中，以热催化的途径将HMF选择性氧化为DFF和FDCA研究较多，此途径下的催化体系主要介绍了贵金属和非贵金属两类；而在为数不多的光催化途径下，主要研究的催化体系是g-C3N4催化剂。此外还指出了目前HMF氧化反应研究存在的不足，并提出了可能解决的方法。

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