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物理化学学报

物理化学学报

2026年07期

《物理化学学报》由中国科学技术协会主管、中国化学会主办，综合因子为：1.119，被北大核心期刊、CSCD核心期刊、统计源期刊收录。物理化学学报主要刊载化学学科物理化学领域具有原创性实验和基础理论研究类文章。

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综述 | 钾离子电池过渡金属氧化物正极材料：研究进展与设计策略

综述 | 钾离子电池过渡金属氧化物正极材料：研究进展与设计策略

摘要：钾离子电池由于其资源丰富且电化学特性与锂离子电池相似等优点在近年受到广泛关注。正极材料的设计优化是提升钾离子电池综合性能的关键。其中，过渡金属氧化物正极凭借其高理论容量、适宜的工作电压窗口、可调控的晶体结构等性质成为研究热点。然而， K+的大离子半径和过渡金属的姜-泰勒畸变易引发晶格结构失稳，导致不可逆相变、过渡金属溶出等问题，限制了正极材料的循环寿命与能量密度的提升。本系统介绍了钾离子电池
综述 | 金属有机框架(2014-2024): 追求卓越性能的十年

综述 | 金属有机框架(2014-2024): 追求卓越性能的十年

摘要：2025年诺贝尔化学奖授予S.Kitagawa、R.Robson和O.M.Yaghi，以表彰他们在金属有机框架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)开发方面的成就。作为21世纪的明星材料，MOFs因其巨大的比表面积、纳米级孔道以及多样的拓扑结构，在众多领域得以应用。作为最先进的多孔材料，MOFs的应用不再局限于气体吸附、分离和催化等传统领域，在大气集水、病原体检测和海水提铀等新兴领域也展现出广阔的应用前景。2013年，Yaghi在Science上发表了一篇有关MOFs最佳性能的重要综述。但从那以后，MOFs的性能又取得了重大突破。通过网状化学原理指导无机阳离子(节点)与有机配体(连接体)的组装，可以构筑混合组分的MOFs，使单组分MOFs优异性能的协同组合得以实现。将人工智能技术引入MOFs领域，能够为科学家们提供更多的机会，以快速设计和制造具有定制性能的新型MOFs。此外，基于反向MOFs设计策略(带负电荷的节点和带正电荷的配体)合成的新型多孔等网状non-MOFs材料将为MOFs材料开辟一个新的研究热点。
论文 | MOF封装磷/氮离子液体作为高安全性锂离子电池的多功能阻燃添加剂

论文 | MOF封装磷/氮离子液体作为高安全性锂离子电池的多功能阻燃添加剂

摘要：锂离子电池中碳酸酯类电解液的可燃性存在安全隐患，亟需开发先进阻燃体系。本文提出一种新型电解质添加剂策略，将含磷/氮离子液体（P/N-ILs）封装于金属有机框架（MOF）中。所得的P/N-ILs@MOF复合材料具有高孔隙率和结构稳定性，在有效防止P/N-ILs聚集的同时，保持了磷元素捕获自由基与氮气稀释的协同阻燃功能。添加5 wt% P/N-ILs@MOF（MIE-5）的电解液实现自熄时间缩短
论文 | 范德华S型异质结赋予快速电荷转移助力光催化活性提升

论文 | 范德华S型异质结赋予快速电荷转移助力光催化活性提升

摘要：合理设计高效梯型(S型)异质结已成为当前光催化领域的一项重要突破，在推动环境友好型生态修复与能源转化技术的发展方面具有巨大潜力。然而，传统S型异质结普遍存在晶格失配问题，导致界面内建电场削弱，从而限制了光生载流子的有效分离。为克服这一瓶颈，本研究提出了一种创新的原位沉积策略，在 Bi₂O₂S-BiOBr复合体系中成功构建了范德华S型异质结。该策略有效缓解了晶格失配，实现了紧密的界面结合，从而形成强效内建电场，显著促进了载流子的高效迁移与分离。 Bi₂O₂S-BiOBr复合材料光吸收范围超过700 nm，并在氙灯照射下对环丙沙星(CIP)展现出优异的光催化降解性能。其中，20% Bi₂O₂S-BiOBr在15 min内即可实现93%的CIP去除率，显著优于所有对比样品。这种显著的性能提升源于范德华S型异质结中光生载流子高效分离与传输效率。本研究为范德华S型异质结的理性设计提供了新的思路与理论支撑。
论文 | 无过渡金属聚庚嗪酰亚胺促进的光催化Katritzky盐C-X键构建反应研究

论文 | 无过渡金属聚庚嗪酰亚胺促进的光催化Katritzky盐C-X键构建反应研究

摘要：针对聚合物氮化碳光催化剂缺陷调控与界面工程在有机转化中的研究空白，本研究设计并合成了一种新型无过渡金属聚庚嗪酰亚胺光催化剂(PHI-K-alk)。通过熔盐辅助碱化策略，成功构建了具有长程有序骨架结构及丰富N-K表面活性位点的π共轭体系。该策略不仅显著提升了材料电子云极化能力，还通过N-K键协同作用有效降低了Katritzky盐的还原电位(LUMO降低0.33 eV)及C(sp2)-N键裂解能垒(0.7 eV)，从而克服了传统Katritzky盐体系存在的吸附能垒高、反应活性低等瓶颈问题。实验结果表明，PHI-K-alk在可见光驱动下实现了脱氨基Heck型偶联反应的高效转化(转化率90%，选择性94%)，其性能可与当前最优均相光催化剂相媲美。通过原位光谱分析、电化学表征及密度泛函理论计算，揭示了材料中N缺陷位点与K+抗衡离子的协同作用机制：N空位诱导的电子云极化增强了底物吸附能力，而N-K键通过离子交换作用优化了吡啶基团的电荷密度分布，最终实现光生载流子的高效分离。该光催化体系展现出优异的底物普适性，在药物分子衍生化、氨基酸官能团修饰及Minisci反应中均表现出良好适应性，成功实现了C(sp3)-C(sp)、C(sp3)-H等多种化学键的可控构建。本研究为发展高效无金属光催化体系提供了新策略，其结晶度与缺陷态的协同调控策略对可持续光催化合成技术的开发具有重要指导意义。
论文 | 石墨烯量子点介导的肖特基结光疗：卓越抗菌性能与快速伤口愈合

论文 | 石墨烯量子点介导的肖特基结光疗：卓越抗菌性能与快速伤口愈合

摘要：抗生素耐药性感染日益严重的威胁亟需发展先进的非侵入性治疗策略。本文构建了一种基于肖特基结的金纳米粒子(AuNPs)与氧化石墨烯量子点(GOQDs)纳米复合材料，其中GOQDs作为多功能构建单元，在460 nm LED照射下协同增强光动力治疗(PDT)和光热治疗(PTT)。GOQDs不仅能促进电荷分离与转移以产生活性氧(ROS)，其宽光谱吸收特性与高电子迁移率还可提升光热转换效率。此外，其丰富的表面官能团可增强分散性、生物相容性及组织亲和力。所制备的AuNPs/GOQDs纳米复合材料展现出优异的分散稳定性、增强的光热与ROS输出性能以及卓越的生物相容性。体外抗菌实验表明其对革兰氏阳性菌和阴性菌的杀灭效率均>97%。更重要的是，在小鼠伤口感染模型中，该纳米复合材料能在9天内实现约99%的伤口愈合率，显著优于对照组治疗。组织学分析进一步证实其能减轻炎症并加速组织再生。本研究揭示了GOQDs在增强光触发抗菌活性和促进伤口愈合中的关键作用，为临床治疗多重耐药病原体提供了有前景的光疗策略。
论文 | 基于非稠环二聚体受体作为第三组分的高效稳定有机太阳能电池

论文 | 基于非稠环二聚体受体作为第三组分的高效稳定有机太阳能电池

摘要：本研究合成两种二聚非稠环电子受体D-2BTH2F-H/F，均衍生自2BTh-2F，经Stille反应制备， π桥分别为噻吩与氟化噻吩。基于D18:D-2BTH2F-H器件开路电压 (V_oc) 为 0.94V 、光电转换效率(PCE)为 7.74% ，优于基于D-2BTH2F-F的器件的 V_oc (0.91 V)和光电转换效率(6.95%)。将D-2BTH2F-H作为第三组分引入D18:2BTH-2F体系可以调控活性层形貌、电荷传输等，器件的PCE从 16.08% 提升至 17.95% 。此外，器件的稳定性显著提升， T₈₀ 时间从 336h 延至 1224h 。该策略为高效稳定OSC提供低成本效益方案，助力低成本高耐用太阳能电池开发。
论文 | 一种数据驱动方法快速筛选高性能水系锌离子电池中金属掺杂二氧化锰正极

论文 | 一种数据驱动方法快速筛选高性能水系锌离子电池中金属掺杂二氧化锰正极

摘要：金属掺杂是水系锌离子电池二氧化锰 (MnO₂) 正极的重要改性策略，其中参数的选择直接影响电化学性能。然而，掺杂元素类型、浓度以及合成条件与电化学性能之间的复杂相互关系，使得优化 MnO₂ 正极以获得优异电化学性能仍然具有挑战性。为了高效研究金属掺杂 MnO₂ 的性能，我们提出了一种基于文献数据的机器学习模型。在特征工程和模型选择后，我们发现极限梯度提升模型(XGB)在测试集上 R² 达到了0.921的高预测精度。在此之后，特征重要性分析进一步指导了一系列实验的设计，这些实验与密度泛函理论计算一致地验证了模型的准确性和可靠性。在从多个角度验证可行性后，我们进一步构建了基于该模型的在线性能预测平台，为后续研究人员提供了一个便捷的工具，帮助他们获得指导和启发。我们相信，这项工作为金属掺杂 MnO₂ 在能源存储领域的研究提供了新的视角和框架。
论文 | 选择性热辐射聚酰亚胺复合织物的可控构筑及其红外隐身与电磁防护性能研究

论文 | 选择性热辐射聚酰亚胺复合织物的可控构筑及其红外隐身与电磁防护性能研究

摘要：传统金属材料在整个红外波段均表现出较低的发射率，这易导致红外隐身材料表面热量的过度积累，从而引起表面温度异常升高，限制了红外隐身性能的进一步优化。针对上述问题，本文通过将湿法化学金属化工艺与聚酰胺66 (PA66)涂层相结合策略，在聚酰亚胺织物(PI)表面构筑了一种具有选择性热辐射特性的聚酰亚胺复合织物(PA66/Ni@PI)。采用银活化化学镀镍工艺有效促进了连续导电网络的形成，使材料表现出较低的红外发射率。得益于聚酰胺独特的分子结构特性，PA66涂层在3–5 μm和8–14 μm大气窗口波段具有较高的透过率，从而有利于Ni@PI低发射率特性的有效呈现；同时，其在5–8 μm非大气窗口波段表现出较高的吸收率，赋予PA66/Ni@PI体系较高的发射率，有助于实现辐射冷却效果。基于上述选择性热辐射调控机制，材料能够在不同红外波段实现发射率的协同调控，从而获得优异的红外隐身性能。此外，连续致密的镍镀层的有效构筑成功赋予复合织物以优异的电磁屏蔽性能。如此优异的综合性能使PA66/Ni@PI复合织物有望成为极具竞争优势的候选材料而被应用于高温军事伪装领域。
论文 | 硫空位提升2D/2D In 2.77S 4/CuInS 2S型异质结光催化还原CO2 为C2H4 选择性

论文 | 硫空位提升2D/2D In 2.77S 4/CuInS 2S型异质结光催化还原CO2 为C2H4 选择性

摘要：由于碳碳耦合动力学迟缓和多电子过程复杂，通过人工光合作用将二氧化碳转化为多碳烃仍具挑战性。本研究采用一步水热法合成了具有丰富硫空位（Sv）的超薄In 2.77S 4/CuInS 2异质结。通过原位X射线光电子能谱（XPS）、飞秒瞬态吸收光谱（fs-TAS）和光电化学表征，证实了由内建电场驱动的S型电荷转移机制。该S型异质结不仅提高了光生载流子的分离效率，同时保持了优异的还原能力，实现了二氧化
论文 | 高性能电磁吸收与隔热用界面工程化Mo₂C MXenes

论文 | 高性能电磁吸收与隔热用界面工程化Mo₂C MXenes

摘要：电磁污染问题的日益严重，亟需开发兼具高效吸波与热管理功能的多功能材料。本研究报道了一种基于界面工程化Mo₂C MXenes的双功能设计。通过熔盐刻蚀策略，金属离子（Cu/Fe）被原位掺杂到Mo₂C中，构建的异质结构显著增强了界面极化与缺陷诱导偶极弛豫。优化后的Mo₂C/Fe复合材料展现出卓越的吸波性能，在2.0 mm厚度下实现-41.8 dB的反射损耗及5.12 GHz的宽频带吸
论文 | 层状FeSiBCr引入纳米晶/非晶异质结构实现同步增强吸收、拓宽吸收带宽并降低匹配厚度

论文 | 层状FeSiBCr引入纳米晶/非晶异质结构实现同步增强吸收、拓宽吸收带宽并降低匹配厚度

摘要：同步提升吸波能力、拓宽吸收带宽并降低匹配厚度对单一材料仍是重大挑战。本研究通过立式碾磨非晶FeSiBCr粉末制备出层状粉体。由于碾磨过程中的高能量，层状FeSiBCr中出现了约15 nm的α-Fe相和约3 nm的表面氧化层，由此产生多重介电弛豫、磁-介电界面及平面各向异性。源自晶态/非晶异质结构与氧化层的多重介电弛豫贡献了低介电常数与增强的介电损耗能力，而片状形貌诱导的平面各向异性与α-Fe相则提升了磁导率与磁损耗能力。低介电常数与高磁导率共同促进阻抗匹配。增强的损耗能力与良好的阻抗匹配最终实现优异吸波性能。相较于FeSiBCr片状粉体(2.6 mm厚度下RLm为-8.99 dB，EAB为0 GHz)，层状FeSiBCr在1.8 mm厚度时展现出6.56 GHz的有效吸收带宽(EAB)，在2.0 mm厚度时获得-34.22 dB的最小反射损耗(RLm)。此外，周期性梯度结构激发不同频率的共振形成多重共振叠加，使EAB扩展至13.18 GHz，增幅高达200.9%。该研究为设计具有晶态/非晶异质结构的层状非晶材料提供了新思路，可应用于高效微波吸收体开发。
论文 | 电子结构不对称碳介导的Pd电荷重分布促进乙醇氧化反应

论文 | 电子结构不对称碳介导的Pd电荷重分布促进乙醇氧化反应

摘要：作为一类具有应用前景的乙醇氧化反应（EOR）催化剂，Pd基材料仍然本征受限于表面电子结构在乙醇吸附与CH₃CO中间体脱附之间的权衡关系。本文合成了负载于N/S共掺杂碳上的Pd催化剂（Pd@SNC），其中掺杂的S和N原子能够向Pd转移适量电子，从而赋予Pd更为适宜的电子结构。此外，d带中心的适度负移表明，该适宜的Pd电子结构不仅能够增强对乙醇和OH⁻的吸附，还能够促进中间体（CH₃CO*）的脱
论文 | 基于非稠环二聚体受体作为第三组分的高效稳定有机太阳能电池①

论文 | 基于非稠环二聚体受体作为第三组分的高效稳定有机太阳能电池①

摘要：本研究合成两种二聚非稠环电子受体D-2BTH2F-H/F，均衍生自2BTh-2F，经Stille反应制备， π桥分别为噻吩与氟化噻吩。基于D18：D-2BTH2F-H器件开路电压（Voc）为 0.94V 、光电转换效率（PCE）为 7.74% ，优于基于D-2BTH2F-F的器件的 Voc （0.91 V）和光电转换效率（6.95%）。将D-2BTH2F-H作为第三组分引入D18：2BT
论文 | 共价有机框架衍生的Fe3C/NC/TiO2异质结构用于高性能电磁波吸收

论文 | 共价有机框架衍生的Fe3C/NC/TiO2异质结构用于高性能电磁波吸收

摘要：异质结构设计是协同提升电磁波吸收材料性能的关键方法。然而，制备兼具高吸收强度与宽带响应的共价/金属有机框架(COFs/MOFs)衍生的复合材料，仍面临着重大挑战。本研究通过溶剂热法和高温碳化法成功制备了复合材料。异质结构形成的内建电场实现了多重损耗机制的协同作用。样品的吸收性能随成分的变化呈现先升后降的趋势，在2.57 mm匹配厚度下取得-55.79 dB的最小反射损耗值，有效吸收带宽达5.44 GHz (10.40-15.84 GHz)。优异的性能源于界面极化、磁损耗与介电损耗等多重机制的协同效应，共同提升了阻抗匹配与损耗能力。密度泛函理论表明，这两种材料本质上都是导电的。在形成异质结构后，电荷密度差分析揭示了电荷转移，表明它们之间的内建电场促进了电子传输。本研究提出了以MOFs/COFs衍生物为核心的合成策略，为设计具有强吸收和宽频带特性的高性能电磁波吸收材料提供了新思路。

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目录

综述 | 钾离子电池过渡金属氧化物正极材料：研究进展与设计策略

综述 | 钾离子电池过渡金属氧化物正极材料：研究进展与设计策略

综述 | 金属有机框架(2014-2024): 追求卓越性能的十年

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论文 | MOF封装磷/氮离子液体作为高安全性锂离子电池的多功能阻燃添加剂

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论文 | 高性能电磁吸收与隔热用界面工程化Mo₂C MXenes

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论文 | 共价有机框架衍生的Fe3C/NC/TiO2异质结构用于高性能电磁波吸收

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