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阴离子如何对抗室内有机污染物？

2018年9月24日

室内空气质量对公众健康至关重要。长期接触室内有机污染物，包括醛和苯同系物，大大增加患呼吸道疾病的风险。近年来，负空气离子（NAIS）是一种很有前途的降解IOC的材料。奈米是负电荷离子产生的。通过电离空气然而，由于对分解反应机理的了解有限，影响了奈米清洗的安全性评价和推广应用。

清华大学的林金明领导的一组中国研究人员最近在ChemComm揭示反应机制的有力工具。他们建立了一个与NAI发电机集成的系统，IOC喷雾器和质谱仪(图1)。NAIs主要包含CO_3.^{- - - - - -}是由空气电离产生的。然后，这些阴离子混合并与喷雾器反应，将IOC送至质谱仪入口前。反应过程中产生的所有物质都通过惰性氮直接进入质谱仪。_二用于表征。

图1.集成系统的实验设置。

该装置通过对反应中间体的鉴定，揭示了反应动力学的实时性。一个共同的国际奥委会的质谱，甲醛，与一氧化碳反应时_3.^{- - - - - -}如图2a所示。将质量电荷比（m/z）为45.10和60.10的两个显著峰分配给HCOO。^{- - - - - -}和有限公司_3.^{- - - - - -}，分别。此外,仅当存在甲醛时才检测到45.10峰（图2b）。根据这些观察结果，作者认为CO是甲醛降解的主要途径_3.^{- - - - - -}是一氧化碳之间的反应_3.^{- - - - - -}醛基的α-H原子。与相同的仪器,作者还提出了一氧化碳与一氧化碳之间的反应_3.^{- - - - - -}苯同系物或酯可能继续。

图2.（a）CO间反应中间体的质谱_3.^{- - - - - -}还有10ppm甲醛。(b) m/z = 60.10和45.10峰值强度随运行时间的变化。甲醛在7.0-14.0分钟内出现。

本研究的结果可大大加深对奈米化学的认识。新利手机客户端它也可以用来研究涉及到带电反应物的一系列其他化学反应的动力学。

欲知详情，请阅读:

室内有机污染物负空气离子分解的质谱实时表征

凌,于莉Mashooq Khan孙嘉树、李金明

化学。共同体。，2018年,DOI: 10.1039 / c8cc05795h

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刘天宇获得博士学位。（2017）加州大学新利手机客户端化学专业，美国的圣克鲁斯。他热衷于科学传播，向公众和具有不同研究专长的科学家介绍尖端研究。他是一个博客作家化学。共同体。和化学。科学研究.有关他的更多信息，请访问网址：liutianyuresearch.weebly.com/.

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实验揭示了含氮聚合物的CO2捕集机理

2018年5月21日

华盛顿大学圣路易斯分校的一组科学家。路易斯，美国已经通过实验揭示了_二被含有季铵盐阳离子的聚合物捕获。使用固态核磁共振（NMR）作者认为_二分子被吸收为重碳酸盐阴离子（HCO_3.^{- - - - - -}）。

一氧化碳的增加_二已经提出了一些有关环境问题，如气候变化，海平面上升和海洋酸化。捕捉有限公司_二从大气中是降低一氧化碳的有效方法_二集中。最近，一类含季铵盐官能团的聚合物吸附剂，称为湿度摆动聚合物，已被确定为有希望吸收一氧化碳的吸收剂。_二直接从空中。然而，对其化学机制的有限理解_二-捕获能力阻碍了这些有前途的吸收剂的发展。

在ChemComm，杨等。使用过的固态^十三核磁共振研究_二分子被捕获并释放。图1a展示了一种增湿聚合物吸附剂自身(顶部)的NMR光谱，与CO接触后_二（中）释放CO后_二(底部)。最显著的特征是在中频化学位移为161 ppm时出现了一个额外的尖峰。在其他两个光谱中没有出现。作者进一步研究了附加峰的形状演化，关于温度，得出的结论是，这一峰值是由HCO引起的。_3.^{- - - - - -}阴离子。此外,作者还鉴定了一氧化碳吸收剂中氢氧根离子的存在_二被释放。

图1.（a）固态^十三C核磁共振波谱的湿摆动聚合物吸附剂(结构显示在插图中)本身(顶部)，与CO接触后_二（中）释放CO后_二(底部)。（b）建议的途径_二分子与吸收剂中的季铵盐阴离子相互作用。

研究人员随后提出了CO_二根据实验结果，吸附-解吸机理如图1b所示。CO的储存和释放_二取决于环境的湿度水平:当湿度较低时，聚合物吸收CO_二形成HCO_3.^{- - - - - -}阴离子;HCO的负电荷_3.^{- - - - - -}与相邻的第四纪阳离子相反。当湿度增加时，HCO_3.^{- - - - - -}阴离子与水结合分解成一氧化碳_二和氢氧化物阴离子。该方法不涉及CO_3.^二-阴离子，这与先前报道的理论模拟得出的机制不同。

公布的结果代表了第一组实验证据，阐明了_二分子与湿度变化的聚合物吸收剂相互作用。所获得的机械洞察力可以为CO的设计提供有价值的指导_二具有超高吸收能力的吸收剂。

欲知详情，请阅读:

CO的调湿机构_二从环境空气中捕获
郝阳,Manmilan Singh和Jacob Schaefer
化学。共同体。，2018年,doi:10.1039/c8cc2109k

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刘天宇获得博士学位。(2017)在加州大学物理化学专业，新利手机客户端美国的圣克鲁斯。他热衷于科学传播，向公众和具有不同研究专长的科学家介绍尖端研究。他是一个博客作家化学。共同体。和化学。科学研究.有关他的更多信息，请访问网址：liutianyuresearch.weebly.com/.

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氢燃料经济性的钌货币

2018年5月2日

中国科学院和西南大学的一组研究人员希望我们戒掉化石燃料的习惯。新利手机客户端他们的研究来自中国，一个国家每年的能源消耗约占世界的四分之一，而化石燃料的有限性对能源供应安全构成了非常现实的威胁。引领能源使用，中国在可再生能源发电和清洁能源项目投资方面也处于世界领先地位。

氢被认为是化石燃料的可行替代品，因为它富含能源，比汽油或乙醇高39 kWh/kg（汽油：13 kWh/kg，乙醇：8.2 kWh/kg）燃烧时只放出水蒸气。然而，氢通常是从化石燃料中获得的，而且，只有能从可再生能源中生产能源，它才会成为世界未来能源需求的切实可行的选择。

准备RU_二p/还原石墨烯氧化物催化剂

为此，分水提供了一种解决方案。在水电解池中，氢在阴极产生通过氢进化反应2h⁺+2e^{- - - - - -}–>H_二），请分子氧在阳极(2H)生成_二O-> O_二+4h⁺+4e^{- - - - - -}）。理论上是理想的，但是，要使水分裂成为可能，就需要高能效，这依赖于催化电极的发展来最小化驱动反应所需的过电位。目前,她的电催化剂使用的是铂，这是昂贵和罕见的。此外，铂催化剂在酸性电解质中效率最高，在碱性溶液中的反应慢2-3倍。另一方面，最佳的析氧催化剂在碱性环境中表现较好。使用碱性电解质具有整体优势，因为它的腐蚀性较小，从而提高了电解槽的稳定性和使用寿命。

作者开发了她的催化剂，使用钌，在碱性和酸性条件下，过电位和电流密度均优于铂/碳。

DFT计算用于探测Ru活性催化表面的氢吸附能_二P催化剂。a)和b)计算Ru的正面和侧面视图_二P/还原氧化石墨烯表面。c)不同催化剂下HER的自由能图。

电催化剂由小的，统一俄罗斯_二p纳米颗粒（~2-4纳米）均匀分布在还原石墨烯氧化物薄片上。制备的催化剂（1.0 mg cm）的活性²)在酸性介质(0.5 M H)中测量_二所以₄)和过电位，使电流密度达到- 10ma厘米²是-22 mV,优于Pt/C (- 27mv)。在碱性环境（1.0 m氢氧化钾）下，催化剂的性能得到提高。过电位为-13 mV（比pt/c低29 mV）。在酸性和碱性溶液中测定了98%以上的高法拉第效率。此外,进行分析以进一步了解催化剂的结构和组成如何影响其活性。双层电容测量提供了催化剂表面的线索，同时利用理论DFT计算研究了H-吸附能。

我们无法回避这样一个事实，即，钌也是一种稀有昂贵的金属，因此，我们可能无法掌握解决能源困境的关键。然而，真正有价值的是通过研究这种高活性催化剂的结构和功能关系而获得的见解，这有助于利用廉价、丰富的原料合成合理设计的催化剂。

欲知详情，请阅读:

超小RU_二石墨烯上的P纳米粒子：酸性和碱性介质中一种高效的析氢反应电催化剂

婷婷,硕望邱居张梁晨魏华虎常明利。
化学。Commun。2018年,54，334～334
DOI:10.1039 / c8cc01166d

作者简介：

Zo_Hearne是蒙特利尔麦吉尔大学化学博士生，新利手机客户端加拿大在李超教授的监督下。她来自堪培拉，澳大利亚在那里她完成了她的本科学位。她目前的研究重点是过渡金属催化，以实现新的转变，在实验室之外，她是一位热情的化学导师和科学传播者。新利手机客户端新利手机客户端

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巴基球在室温下的氢溢出效应首次实验观察

26三月2018

一群来自东北大学的科学家，日本实验证明了七叶树的氢溢出效应。（A.K.A.富勒烯或C₆₀）。他们利用质谱技术取得了这一突破，他们的发现最近发表在化学。共同体.

某些过渡金属纳米粒子（如。俄文,铂和镍）可以捕获氢分子。捕获过程通常包括三个连续步骤。首先，氢分子在金属表面分裂成氢原子。其次，产生的氢原子在表面向金属纳米颗粒下的基体迁移，最后，这些原子固定在基底上。第二步被称为“溢出效应”（图1a）。以前的研究预测，弯曲的石墨烯片可以增强环境温度下的氢溢出效应，但坚实的实验证据仍然不足。

为了收集这个预测的证据，Nishihara等。研究了材料Buckyball，一种球形碳纳米球，代表一种极为弯曲的石墨烯片。研究人员选择了克钦布莱克（Kb）。一种多孔碳板，作为基底，并将铂纳米颗粒（直径1-3纳米）和七叶树分子沉积在其上（图1b）。他们发现，与Pt负载的KB相比，Pt和buckyball修饰的KB存储了更多的氢。这一观察间接证实了先前的预测，由于储氢能力可以通过提高溢出效应来提高。

图1。(a)展示氢分子如何在Pt表面分裂[过程(1)]，然后产生溢出效应[过程(2)和(2 ')]的示意图。（b）PT和Buckyball装饰的KB结构示意图。插图显示了与复合材料结合的两种形式的氢：物理吸附的双氢分子，溢出的氢原子固定在KB基体和巴克球上。

然后作者寻求飞行时间质谱来获得更多的证据。这种光谱技术能够识别不同质量电荷比（m/z）的分子。如图2所示，用氘分子（d_二），请与D之前的buckyball reference(黑色)、buckyball和Pt-loaded KB相比，光谱(红色)显示了两个额外的峰，m/z分别为~723.5和~724.5(图中箭头高亮显示)_二剂量(蓝色)。作者将这两个新的峰归因于具有不同碳同位素的单D原子吸附球。（^十二C和^十三C）。这两个新的峰的存在清楚地表明，七叶球可以承载氢原子以增强溢出效应。此外,把含D物质的沙球暴露在空气中，两个新合并的山峰都消失了，说明D原子的吸附是可逆的。

图2.七叶树（黑色）的飞行时间质谱光谱，经Pt及巴基球装饰的KB在(蓝色)及(红色)接触D2前，暴露在空气中后（绿色）。右边的图片显示了一个巴克球分子和两个含有氘的巴克球分子(不同数量的13C同位素)的分子结构。使用氘是为了避免13C同位素的干扰。

本文的工作可为今后研究Buckyball与其他金属纳米粒子相互作用的溢出效应提供参考。深入的基础洞察的不断增加可以加深我们对环境温度储氢的理解。

欲知详情，请阅读:

环境温度下氢溢出到富勒烯

Hirotomo Nishihara,Tomoya Simura和Takashi Kyotani

化学。共同体。2018，doi:10.1039/c8cc0265g

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微波无溶剂将芳基固定在石墨烯上

2018年2月15日

最近在ChemComm，来自意大利和西班牙的一个国际小组报告了一种非传统的方法，即用微波将芳基固定在石墨烯表面。他们开发的方法很快，效率高，温和的和无溶剂。

将官能团连接到石墨烯表面，即功能化，允许对石墨烯的物理和化学性质进行微调，比如导电性和溶解性。传统的基于溶剂的功能化策略通常涉及耗时的反应和冗长的纯化步骤。石墨烯在溶剂中的悬浮稳定性差，特别是在极性有机溶剂中，极大地阻碍了整体功能化效率。因此，建立简单、无溶剂的石墨烯功能化方案是十分必要的。

M。普拉托,a.Criado及其同事通过开发微波辅助功能化方法，在应对这一挑战方面取得了突破。他们将石墨烯功能化的方法由多层石墨烯（FLG）和芳基之间的环加成反应组成（图1）。这些反应是通过将FLG的干燥粉末与酸酐的混合物进行的，芳基的前体，然后在微波辐射下快速加热。整个过程无溶剂，半分钟内发生。它也适用于各种芳基（图2）。

图1.石墨烯微波辅助芳炔功能化原理图。这个过程可以在半分钟内完成，并且是无溶剂的。

图2.能够锚定在石墨烯表面的各种芳基。1~6代表芳基酸酐，F-G（7）~F-G（12）是连接在石墨烯上的相应芳基。

演示的方法最独特的特点是FLG的双重作用。除了作为反应物之一，FLG能够吸收微波能量，使其表面迅速达到高温，显著加速环加成反应。

这种微波辅助功能化方法作为石墨烯表面快速有效调制的垫脚石，具有广阔的应用前景。石墨烯基电子器件的性能。

欲知详情，请阅读:

微波诱导无溶剂条件下含芳基的单层石墨烯共价功能化

五.Sulleiro年代。基罗加D.佩尼亚，D.普雷兹E.吉蒂_n，a.Criado和M。普拉托

化学。共同体。2018，内政部：10.1039/c7cc08676h

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催化氧演化的单晶氢氧化镍纳米片

29月2018日

由教授领导的一组科学家。石章桥结合低成本的优点，合成了一种氧演化反应（OER）催化剂。催化活性好，寿命长。这种OER催化剂是由直接生长在泡沫镍上的单晶氢氧化镍纳米薄片组成的。这项工作最近在《科学》杂志上发表ChemComm.

OER,从水中产生氧气的反应，是使用可持续能源发电装置不可或缺的组成部分（如。燃料电池和光电化学分水电池）。OER反应动力学缓慢，反应途径复杂，是制约整体能量转换效率的瓶颈。因此,过氧化氢催化剂是加速过氧化氢反应速率的必需催化剂。在各种OER催化剂中，贵金属氧化物因其超高的催化活性而引人注目。然而，“闪亮”的性能因其高成本和短寿命而黯然失色。因此，为促进可持续能源的利用，需要获得具有可比的超催化活性和长期稳定性的替代能源。

为了应对这一挑战，作者们把注意力转向了一种低成本的过渡金属，镍。他们开发了一种水热法，使用镍泡沫来生长高度结晶和接近垂直排列的镍铁氢氧化物纳米片作为OER催化剂（图1a）。氢氧化物纳米片与镍基体之间的无缝结合降低了接触电阻，促进了界面电子转移。近垂直方向（图1b）允许水分子完全接触催化剂。这两种特性使超氧化物歧化酶具有优异的催化活性。此外,高结晶度（图1c）确保催化剂足够坚固，能够承受广泛的使用，而不会降低性能。

图1.(a)氢氧化镍[Fe-Ni(OH)2]纳米薄片负载镍泡沫(NF)的合成过程示意图。（b）扫描电子显微镜图像显示在镍泡沫片上的近垂直排列的纳米片。（c）透射电子显微镜图像显示合成催化剂的结晶度。

镍铁氢氧化物纳米片优于大多数最先进的OER催化剂，包括那些含有贵金属元素的。具体地说,纳米片的起始电位为1.497 V（图2）。起始电位是对催化活性的测量，等于产生10 ma/cm电流密度所需电位的大小。 ^二(当演化出可观数量的氧气时)。出色,在选择比较的催化剂中，氢氧化镍的起始电位最小。

图2.不同OER催化剂的极化曲线。起始电位用插图中的虚线标记。

催化活性也很稳定，在至少100小时的测量后，没有性能损失。有趣的是,100小时后，起始电位进一步降低至1.465 V。作者将这一观察归因于一个“自我激活”的过程，该过程涉及到在纳米片表面形成和积累氧化镍（NIOOH）。

这里演示的水热法可用于合成其他经济有效的晶体催化剂，以开发用于OER以外反应的催化剂，比如氢的生成和二氧化碳的还原。

欲知详情，请阅读:

独立式单晶Nife氢氧化物纳米片阵列：一种用于氧演化的自激活和强大的电催化剂

刘金龙，姚正王振宇，Zhouguang,安东尼·瓦西里夫和史张乔

化学。共同体。二千零一十七，doi:10.1039/c7cc08843d

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用于钠离子电池的镍泡沫上的铋纳米薄片的无粘结剂集成

2017年12月13日

合成了一种新型的钠离子电池用铋基电极材料。该电极由铋金属纳米片无缝集成到镍泡沫上组成。电极不含聚合物粘结剂，保持大多数电池电极结构完整性所需的关键部件。这种无粘结剂的特性提高了电荷的存储量。容量）快速充电。

钠离子电池作为一种电能储存装置正吸引着世界各国的研究工作。除了流行的锂离子电池外，因为钠的丰富。与其他电池电极的制备类似，制造钠离子电池电极通常需要粘合剂，如。聚偏氟乙烯（PVDF）将粉末状电极材料固定在一起，并将其粘合到金属支撑基板上。然而，粘合剂的电绝缘性质阻碍电极材料和支撑基板之间的快速电子传输，因此，在快速充电的情况下会降低电池的容量。

现在在ChemComm，南开大学和中国化学科学与工程合作创新中心的研究人员展示了一种不含粘合剂的铋基电极材料。新利手机客户端这个特性是通过原位通过基于溶液的置换反应，铋纳米薄片在泡沫镍上的生长(图1)。因为纳米泡直接从镍泡沫表面生长，并牢固地锚定在镍上（图2A），合成的Bi/Ni复合材料可直接用作电极。具体地说,以铋纳米片和泡沫镍为活性材料和支撑基板，分别。

Bi/Ni复合材料具有优异的电化学性能。在电流密度为20 mA/g的情况下，它实现了377.1 mAh/g的高容量。明显地，当电流密度增加100倍时，其容量仍可保持206.4 mAh/g，这是在20ma /g下获得的容量的一半以上(图2b)。这种杰出的容量保持是无粘合剂特性的一个好处，降低了电子传输的阻力。

通过对铋纳米片的研究，阐明了铋纳米片的作用机理。原位拉曼光谱。他们得出结论，两步合金化过程是电荷储存活动的原因。

图1.示意图显示了无粘合剂铋/镍电极的合成过程。通过将一块镍泡沫插入含硝酸铋（III）的乙二醇（EG）溶液中，Bi3+可以代替Ni金属，被还原为双金属，沉积在镍金属表面。

图2.（a）铋奈米片之扫描电子显微镜图像。（b）显示不同电流密度下铋/镍电极容量的图。

无粘结剂电极的成功合成有望鼓励今后在集成电极材料的设计和合成方面的工作，以提高钠离子电池的性能。

欲知详情，请阅读:

就地在泡沫镍上制备钠离子电池用双纳米片

刘斌望王晨晨,总,程方毅、陈军

化学。共同体。二千零一十七，doi:10.1039/c7cc08341f

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纪念迈克尔·法拉第(1791-1867)——呼吁发表物理化学论文新利手机客户端

2017年5月16日

今年我们要纪念150^天T周年纪念他死了迈克尔·法拉第，也许是有史以来最多产、最有影响力的科学家之一。他对电和磁之间关系的开创性研究最终导致了电动机的发明。

他最著名的创作之一，法拉第笼,是MRI机器的基础，MRI机器通常用于一系列医学诊断。他还发现了苯，开创了纳米技术研究的先河，把他的名字命名为法拉第效应，法拉第定律,对于电容的SI单位，法拉。

在英国皇家化学学会，新利手机客户端我们向迈克尔·法拉第致敬化学通信网络主题问题，突出重点发现和发展物理化学新利手机客户端.

我们鼓励您提交您的最佳研究，将其纳入这一独特的收集！有关我们的文章类型的更多信息，请参阅在这里.提交www.rsc.org/ChemComm通过2017年7月31日！请注意，所有提交的材料将根据期刊的质量和标准接受同行评审。如果你对这个机会感兴趣，请发电子邮件chemcomm-rsc@rsc.org网站

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在生物大海捞针中荧光寻找特定的疾病标记针

2016年04月01

疾病的早期检测和监测是近期进展在医疗保健领域，它的显著优势在于能够在疾病的初始阶段进行治疗，而不是一旦它在病人身上显现出来。这样的壮举需要，然而，能够看到非常特殊和特征性疾病标志物的能力就地，这和大海捞针没什么不同。

幸运的是，随着荧光（和其他）成像技术，已经发展了一些方法，与能够与体内特定分子相互作用的造影剂相结合，细胞化学和新利手机客户端功能观察灵敏度高，而且，更重要的是，这些过程中的异常是实时发现的。

这种荧光成像的艺术性和最终成功来自所用对比剂的设计——探头应能在生物条件下可逆地选择性地识别和定位相关的疾病标记物。目前存在许多满足这些要求的方法，其中之一是硼酸识别基序，它可以作为1,2,1,3 -二醇的分子受体，通常在碳水化合物和复杂糖蛋白中表达。托尼·詹姆斯以及他的团队巴斯大学，他们自己的研究重点是利用硼酸受体检测碳水化合物，有总结选择性生物成像在这一特定领域的最新和令人兴奋的进展。

众所周知，硼酸对碳水化合物有很强的亲和力，这为检测包括某些癌症在内的疾病的共同表达标记提供了一种方便的方法。以及老年痴呆症，自身免疫，和心脏疾病。因此,这种相对简单的化学成分与荧光小分子的结合，聚合物或苯并恶硼烷探针提供了一种诊断工具，能够检测，监视器，并帮助对这些重大和改变生命的疾病进行个性化治疗。