奋战开门红,开年就开跑。寒假春节无空档,科研攻关未断线。近日,又有来自医学、生命科学、化学、材料、环境科学等领域的高水平学术成果接连发表于国际学术期刊。
开好局、起好步
同济人,奋楫再出发!
紫外非线性光学材料在短波通讯、激光光刻、高密度存储和生物组织成像等光电子领域具有重大的科学价值和应用前景。然而,现有紫外非线性光学材料因其服役性能难以满足先进激光制造技术与工艺的实际应用需求;基于这一不平衡,设计合成和创制具有大倍频效应、宽紫外透过波段以及足够双折射率以实现光学相位匹配的深紫外氧化物晶体仍然是一个极富挑战的科学与技术难题。
欧洲科学院院士、同济大学化学科学与工程学院张弛教授研究团队以过渡金属硫酸盐为研究对象,提出了一种“阳离子补偿”策略,研制了首例紫外透过的d0过渡金属硫酸盐MF2(SO4) (M = Zr (ZFSO), Hf (HFSO)),探讨并阐明了该过渡金属硫酸盐可实现宽紫外光学透过和大倍频效应同步增益的物理机制。
2023年2月8日,相关成果“Toward Large Second-Harmonic Generation and Deep-UV Transparency in Strongly Electropositive Transition Metal Sulfates”(强电正性过渡金属硫酸盐实现大二次谐波产生和深紫外透过),以全文形式发表在国际化学领域最著名的权威学术期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上,并被JACS编辑委员会遴选为期刊最新一期的封面文章。该项研究对于创制研发新型高性能日盲紫外/深紫外倍频晶体具有重要的科学意义和示范作用。
镍催化剂由于其特殊的催化活性,被广泛用于该领域的研究。虽然在C(sp2)-C(sp3)偶联方面已经有了长足的发展,但是镍催化的对映体选择性C(sp2)-C(sp3)偶联构建仍然极具挑战性。已有的研究报道大多使用烷基有机金属试剂,不过其对空气和水敏感,使得其官能团兼容性相对较差。随后又陆续发展了一些NiH催化的方法,但两个烷基卤化物的对映选择性还原交叉偶联仍然是有待解决的难题。
同济大学化学科学与工程学院徐涛教授课题组使用α-氯代硼酸酯和未活化的烷基碘化物作为原料,利用光/镍协同催化还原交叉偶联的策略,实现了该C(sp2)-C(sp3)键的手性构建,得到了一系列手性二级烷基硼酸酯化合物。2023年1月23日,相关成果“Enantioselective C(sp2)-C(sp3) Reductive Cross-Electrophile Coupling of Unactivated Alkyl Halides with α-Chloroboronates via Dual Nickel/Photoredox Catalysis”在线发表于化学领域国际知名学术期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)。此项研究为后续其他手性C(sp2)-C(sp3)键偶联反应提供了新的研究思路。
电化学全水分解制氢是当前国际研究的前沿热点,是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。然而,阳极缓慢的水氧化反应极大抑制了全水分解的制氢效率。近年来,一种有效的策略是通过生物质衍生物氧化来取代水氧化促进制氢,但这一技术方法并不完善,必须合理控制生物质衍生物的氧化程度才能促进产氢,深度氧化时往往能耗高,产物附加值低,而且不利于产氢。因此,如何精确控制生物质衍生物的电化学氧化来提高产氢效率是一个重要的关键问题。
同济大学化学科学与工程学院赵国华教授团队研究发现,通过电化学选择性控制生物质衍生物四氢异喹啉(THIQs)发生2电子轻度氧化,避免4电子的深度氧化反应,不仅最大效率地促进了产氢,而且在低电位下实现了THIQs高选择性完全定向转化为高附加值的资源化产物二氢异喹啉(DHIQs)。
2023年1月15日,相关研究成果“Boosting Hydrogen Production via Selective Two-electron Mild Electrochemical Oxidation of Tetrahydroisoquinolines Completely to Dihydroisoquinolines”以Research Article发表于化学领域国际著名学术期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。这项工作为生物质衍生物辅助制氢策略提供了重要思路。
来源:医学院、生命科学与技术学院
化学科学与工程学院、材料科学与工程学院
环境科学与工程学院
编辑:樊宗鑫