学术背景 在化工行业中，苯系衍生物的分离是一个至关重要且具有挑战性的过程。苯（benzene）、甲苯（toluene）、乙苯（ethylbenzene）以及二甲苯异构体（o-xylene, m-xylene, p-xylene）通常以混合物的形式存在于石油工业中，统称为BTEXs。其中，邻二甲苯（o-xylene, OX）是生产邻苯二甲酸酐的关键原料，全球市场需求预计在2025年超过43亿美元。然而，目前工业上分离OX的主要方法是通过分馏，这一过程不仅能耗高，而且对环境不友好。由于OX与其他BTEXs的沸点非常接近，分馏过程需要大量的理论塔板和高回流比，才能获得高纯度的OX。 为了应对这一挑战，科学家们一直在寻找更高效、更环保的分离方法。金属有机框架材料（Metal-Organic Fram...

学术背景 随着全球对可持续发展的需求日益增加，化学工业正面临从化石燃料向可再生资源转型的迫切挑战。目前，绝大多数合成化学产品的碳骨架来源于不可再生的化石燃料，这不仅加剧了碳排放问题，还使得化学工业成为化石燃料的主要消费者之一。为了实现碳中和目标，化学工业需要寻找新的碳源，尤其是利用二氧化碳（CO₂）作为原料的绿色化学途径。甲醇（methanol）作为一种潜在的可持续化学平台，因其易于从CO₂和绿色氢气（green hydrogen）中生产，近年来受到了广泛关注。甲醇不仅可以用作燃料，还可以作为化学合成的中间体，进一步转化为其他高附加值化学品。 然而，将甲醇整合到现有的化学生产链中仍面临诸多挑战。其中一个关键问题是，如何将甲醇高效地转化为合成气（syngas，即CO和H₂的混合物），并进一步用...

学术背景 钙钛矿材料因其在太阳能电池和其他电子器件中的广泛应用而备受关注。其光学性质（如带隙和晶格振动）可以通过调整化学组成来灵活调控。尽管从钙钛矿结构预测光学性质的研究已经较为成熟，但如何从光学数据反向预测化学组成却一直是一个难题。这一问题的解决对于加速钙钛矿材料的开发和生产具有重要意义，尤其是在大规模工业生产中，快速筛选和验证新材料的化学组成将极大地提高生产效率。 为了应对这一挑战，研究者们提出了一种结合高通量合成、高分辨率光谱技术和机器学习（特别是人工神经网络，ANN）的创新方法。通过这种方法，他们不仅能够高效合成多种化学组成的钙钛矿材料，还能够通过光学数据准确预测其化学组成。这一研究为钙钛矿材料的快速筛选和优化提供了新的工具。 论文来源 该研究由来自Michigan State Un...

研究背景 近红外（NIR）光在生物医学领域具有重要的应用价值，特别是在非侵入性高分辨率成像方面。近红外光能够穿透生物组织，并且在特定波长下（如800 nm）对氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白具有显著的吸收差异，这使得近红外光成为生物成像的理想光源。然而，现有的近红外发光材料普遍存在外部量子效率（EQE）低、发射带宽较宽的问题，导致信号噪声比低，限制了其在生物成像中的应用。 为了解决这一问题，研究人员开始探索稀土离子（如铥离子，Tm³⁺）作为近红外发光材料的潜力。铥离子具有尖锐的发射峰，能够实现高分辨率的近红外成像。然而，由于铥离子的4f/4f电子跃迁是宇称禁阻的，其吸收效率和量子产率较低，且容易受到非辐射弛豫的影响。因此，如何提高铥离子的近红外发光效率成为当前研究的重点。 论文来源 本论文由Kai...

学术背景 在太阳能转化领域，分子催化剂因其高活性和结构可调性而备受关注。然而，大多数分子催化剂在均相条件下操作，不利于大规模和可回收利用。因此，将分子催化剂固定在固体载体上成为更具实际应用前景的研究方向。另一方面，窄带隙无机半导体作为稳定的可见光吸收材料，在光电催化（PEC）中表现出显著的耐久性。将分子催化剂固定在光吸收半导体上，被认为是实现太阳能转化（如水分解和二氧化碳还原）的有前途的方法，因为它结合了分子催化剂和半导体光吸收材料的优点。 然而，现有的策略在催化剂与半导体之间的电荷转移效率上往往表现不佳，导致催化活性不理想。因此，开发新的策略来构建高效的混合光电极成为当前研究的重点。本文提出了一种基于主客体相互作用的混合光阳极制备策略，通过将磷酰化环糊精（p-CD）固定在钨氧化物（WO₃）...