开发高性能的电催化剂是充分开发电化学CO2还原反应(CO2RR)潜力的关键。但是现阶段的研究中由于缺乏对反应机理的理解,开发过程严重依赖于大量实验试错的方法。
达姆施塔特工业大学的Bastian J. M. Etzold教授证明离子液体(ILs)可作为一种化学捕获剂,以探测CO2的机理途径。将少量IL ([BMIm][NTf2])引入泡沫铜催化剂中,可以改变铜泡沫在CO2反应过程中的产物分布。ILs选择性乙烯、乙醇和正丙醇的形成,但对其它物质的影响不大。这样,导致各种产物的反应网络可以被解开。考虑到ILs具有很大的结构灵活性,通过精心设计功能特异性的ILs来选择性地与中间物种相互作用来识别CO2产物的反应途径是可行的。
来源:Angew. Chem. Int. Ed.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202009498
碱基离子液体证明沃森-克里克联结
Crystallographic Evidence of Watson–Crick Connectivity in the Base Pair of Anionic Adenine with Thymine
目前认为,地球上所有的遗传信息都是用DNA和RNA加密的,碱基及碱基对是主要的信息单位。DNA中碱基之间如何相互作用有着严格的既定规则。这些规则可能会受到外部因素的影响,比如辐射导致脱质子带电物种的形成。尽管这类物种**不稳定,数量也很低,但它们可能会影响局部连通性,并在DNA链中引入错误的单元。因此正确描述它们之间的相互作用非常重要。
Robin D. Rogers教授利用离子液体(ILs)策略,研究了自由阴离子碱基盐和碱基对盐的晶体结构,此前,相关工作只在计算和气相中进行。四丁基铵([N4444]+)或四丁基膦([P4444]+)与腺嘌呤(HAd)和胸腺嘧啶(HThy)反应生成腺嘌呤[N4444][Ad]·2H2O和胸腺嘧啶[P4444][Thy]·2H2O的水合盐,以及双盐共晶体[P4444]2[Ad][Thy]·3H2O·2HThy。共晶体包括阴离子[Ad−(HThy)]碱基对,这是以前甚至没有人提出的固态稳定形成。它显示了在DNA中发现的对于自由中性碱基对来说不寻常的Watson-Crick联结。观察到的阴离子碱及其超分子结构和水合物的稳定性也已通过电子结构计算进行了检查,有助于更深入地了解当质子被移除时,碱基对如何结合,并强调DNA链中稳定或化学转化的机制,为从晶体学上研究它们和开发实际生物系统的理论模型开辟了可能。
来源:Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
https://www.pnas.org/content/early/2020/07/16/2008379117
热响应微孔纳米片约束离子液体分离CO2
hotothermal-Responsive Microporous Nanosheets Confined Ionic Liquid for Efficient CO2 Separation
MOF、COF等二维材料在新型气体分离中具有广阔的应用前景。然而,缺乏平面内孔和随机堆积的层间通道阻碍了它们的分离性能的进一步提升。
浙江大学彭新生教授以二茂铁基MOFs(Zr-Fc-MOF)纳米片为多孔载体,制备了Zr-Fc-MOF支撑的离子液体膜(Zr-Fc-SILM),用于分离CO2。Zr-Fc-MOF纳米层间的1 nm微孔不仅为CO2的输运提供了额外的途径,使其渗透率提高到145.15 GPU,而且通过纳米限制效应,使Zr-Fc-SILM具有较高的CO2/N2选择性(216.9),几乎是普通多孔聚合物SILM的10倍。此外,基于Zr-Fc-MOF的光热响应特性,通过光热加热工艺对其进行光辐照,在0.3 W·cm−2光照下,CO2和H2的渗透性分别增加了约35%和45%。该研究为光催化气体分离膜的设计提供了一种全新的方法。
来源:Small
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202002699
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