Feed aggregator
Interface engineering via in situ constructed zincophilic gradient interphases for high-performance zinc-ion batteries in wide temperature ranges
DOI: 10.1039/D5GC03908H, PaperYi-Yang Bi, Song-Lin Tian, Yang Yu, Yu Zhang, Lian-Shan Sun, Jian Li, Wan-Qiang Liu, Kai Li, Gang Huang
With the steadily rising demand for energy storage devices, there is an increasing need for high-performance batteries.
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Catalytic vapour phase hydrodehalogenation of 1,8-dichlorooctane over Pd@MIL-101(Cr)-NH2: a step forward in MOF-based technologies
DOI: 10.1039/D5GC04671H, Paper
Open Access 
  This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Raúl M. Guerrero, Ignacio D. Lemir, Carlos Fernández-Ruiz, Sergio Carrasco, Patricia Horcajada, David P. Serrano, Yolanda Pérez, Patricia PizarroCatalytic hydrodehalogenation (HDH) represents a promising strategy to remove halogens (Cl and Br) in pyrolysis oils derived from halogenated plastic waste.
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Efficient separation of polyester/cotton blends using a deep eutectic solvent–NaOH hybrid system for textile recycling
DOI: 10.1039/D5GC04525H, PaperLele Zhang, Tengfei Wang, Yong Wang, Dongdong Ye, Zongqian Wang
We developed an innovative and green deep eutectic solvent (DES)–NaOH hybrid system for the highly efficient separation of polyester/cotton blends, providing a sustainable solution for textile recycling.
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An unconventional photochemical amide synthesis from excited-state nitroarenes
DOI: 10.1039/D5GC03649F, PaperZengping Wang, Xiaofang Zhai, Pengtao Bai, Li Fang, Shaojun Zheng, Jiajia Zhao, Fu Yang, Chen Xu, Heng Song
Based on the bifunctional nature of photoexcited nitroarenes, a novel photochemical approach for amide synthesis was developed.
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Interfacial engineering-triggered electronic regulation of Re and CoP hollow multi-shelled structure toward high-activity electrochemical water splitting
DOI: 10.1039/D5GC03290C, PaperGuangyao Zhou, Mingxin Pang, Jing Li, Bin He, Zhijuan Li, Yawen Tang
Cooperation between interfacial engineering and a hollow multi-shelled structure boosts the water electrolysis performance of Re/CoP.
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The position-tuned nitrogen atom in Ni(II)-metalated covalent organic frameworks enables highly efficient and sustainable C–N coupling
DOI: 10.1039/D5GC03438H, PaperRui Zhang, Jinyang Hai, Huiying Chen, Mingxiang Zhu, Fang Zhang
Ni@Bpma-COF with highly efficient electron transfer (via regulating the electron transport distance and electron acceptance ability of the metal center) enables efficient and green Buchwald-Hartwig amination reactions.
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Porous core–shell CuAu@Cu2O catalyst for acidic C–N coupling toward urea electrosynthesis from CO2 and nitrate
DOI: 10.1039/D5GC04150C, PaperXiang Ji, Yaodong Yu, Yujia Guan, Jianping Lai, Lei Wang
The porous core-shell CuAu@Cu2O catalyst promotes C–N bond formation and suppresses the hydrogen evolution side reaction under acidic conditions, enabling efficient electrocatalytic urea synthesis from CO2 and nitrate.
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A visible-light-mediated decarboxylative umpolung strategy to access carbamoyl/acyl fluorides in a buffer medium: expedient access to unsymmetrical ureas/amides and lysine-selective bioconjugation
DOI: 10.1039/D5GC04556H, PaperSubhodeep Das, Supriyo Das, Sk Abdur Rahaman, Sourav Mandal, Ranjan Jana
A visible light mediated green process for the synthesis of carbamoyl/acyl fluorides followed by urea/amide formation for the modification of drugs and lysine-selective bioconjugation are demonstrated in a physiological buffer medium.
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Comparative reactor, process, techno-economic, and life cycle emissions assessment of ethylene production via electrified and thermal steam cracking
DOI: 10.1039/D5GC02960K, PaperAlexandre Cattry, Chaitanya Vuppanapalli, Dharik S. Mallapragada
Model-based evaluation of reactor and process-level performance for electrified ethane steam cracking compared to conventional thermal cracking with and without CO2 capture.
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Green synthesis strategy for Ti3C2 MXenes based on SnCl2-assisted etching with a small amount of HF
DOI: 10.1039/D5GC03932K, PaperPei Zhang, Haixiang Wang, Yiting Guo, Xiaohua Zhang, Jianfeng Zhu
Replacing concentrated HF with low-toxicity SnCl2 as the primary etchant reduces toxicity and operational risk. The resulting Ti3C2 electrode delivers a specific capacitance of 186.7 F g−1, surpassing that of conventional HF-etched analogues.
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In situ cyanide functionalization of ZIF-8 by γ-irradiation for photochemical removal of uranium
DOI: 10.1039/D5GC04222D, PaperYukun Zhang, Chong Chen, Changjiang Hu, Jianfeng Zhao, Jun Ma
A sustainable γ-ray strategy for in situ –CN generation in ZIF-8 avoids toxic cyanide. The resulting functionalized ZIF-8, coordinated with UO22+ ions through the –CN groups, demonstrates exceptional photocatalytic U(VI) reduction performance.
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Electrochemical reduction of ammonia-captured CO2 to CO over a nickel single-atom catalyst
DOI: 10.1039/D5GC02515J, Paper
Open Access   This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Sujin Kang, Lun An, Tianlei Li, Long Qi, Wenyu Huang, Wenzhen LiSustainable CO production from ammonia-captured CO2 is achieved using a nickel single-atom catalyst, avoiding purification and enhancing efficiency through electrode structure optimization.
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Il bicarbonato, un composto elusivo
Diego Tesauro
Il titolo di questo post può sembrare alquanto improbabile, in quanto tutti abbiamo fatto uso di bicarbonato (che per essere corretti nella nomenclatura IUPAC dovremmo chiamare idrogenocarbonato) di sodio per facilitare la digestione e ridurre l’acidità dovuta alla risalita dei succhi gastrici, come alternativa al lievito in ambiente acido oppure come detergente. Questo è vero se ci stiamo riferendo ai composti del bicarbonato in cui il catione è un elemento del primo gruppo della tavola periodica. Le cose cambiano se invece a neutralizzare le cariche sono cationi del secondo o del terzo gruppo o dei metalli di transizione. Nell’acqua, a seguito del ciclo del carbonio, collegato a quello del calcio nella crosta terrestre e nell’idrosfera, è l’anione più diffuso e la sua carica è neutralizzata dal catione calcio o magnesio. A fronte di questa larga disponibilità dell’anione, le cose cambiano se facciamo evaporare l’acqua oppure se l’allontaniamo per ebollizione. Il residuo che si deposita sulle nostre stoviglie quando riscaldiamo l’acqua infatti non è il bicarbonato di calcio (Ca(HCO3)2), ma il carbonato (CaCO3). Infatti a seguito del riscaldamento a temperature al di sopra dei 50°C il bicarbonato si trasforma in carbonato. La stessa reazione avviene quando la soluzione diventa satura e dovrebbe cominciare a precipitare. In realtà questo non avviene per la presenza dello ione calcio. La cristallizzazione, in particolare la formazione di composti ionici, è generalmente guidata da fattori termodinamici strettamente correlati all’energia reticolare, a cui contribuisce il legame interionico. Il bicarbonato di calcio, è un famoso esempio di questa comprensione classica perché le sue interazioni interioniche energeticamente sfavorevoli impediscono che venga isolato, lasciando elusiva la struttura di legame del calcio con il bicarbonato, come quelle di tutti gli altri metalli multivalenti. Recentemente sono stati sintetizzati cristalli di Ca(HCO3)2 migliorando la stabilità degli ioni bicarbonato in un ambiente a polarità relativamente bassa anziché in acqua liquida e successivamente ampliando la stessa strategia sono stati ottenuti cristalli di Sr(HCO3)2 e Ba(HCO3)2. I cristalli di bicarbonato di calcio sono stati ottenuti pompando CO₂ in una soluzione etanolica 6,8 mM di Ca2+ preparata sciogliendo CaCl₂·2H₂O in etanolo anidro con la basicità controllata con una soluzione 13,6 mM di NH3. CO₂ e H₂O hanno formato bicarbonato in presenza di alcali:
CO₂+H₂O+NH3→HCO3− +NH4+
Il bicarbonato è quindi precipitato con il calcio. La struttura del cristallo di bicarbonato di calcio è stata ottenuta tramite diffrazione elettronica 3D. I cristalli di Ca(HCO3)2 costuiti da legami ionici Ca–O presentano una struttura porosa diversa da quella delle tipiche strutture di carbonato e bicarbonato, indicando un’elevata forza di legame ionico teorica. Utilizzando calcoli quantistici, si rileva che il legame calcio–bicarbonato di per sé è relativamente stabile allo stato solido, mentre la polarizzazione del bicarbonato, indotta da metalli in mezzi ad alta polarità, come l’acqua liquida, aumenta il grado di instabilità del legame O–H, aumentando il suo carattere ionico, deprotonando il bicarbonato e impedendo la formazione di solidi di bicarbonato di calcio perché i solventi ad alta polarità contribuiscono a forti interazioni intermolecolari tra gruppi polari e stabilizzano le strutture polarizzate. In particolare, l’acqua liquida si traduce in una covalenza del legame O–H estremamente bassa. Mentre invece in solventi apolari il legame si stabilizza aumentando il suo carattere covalente (Figura1).
Figura 1 La diversa cristallizzazione del bicarbonato come bicarbonato e carbonato nelle condizioni di solvatazione di solventi polari ed apolari
La caratterizzazione è stata effettuata mediante la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microscopia elettronica a trasmissione (TEM). Le indagini microscopiche hanno mostrato che il precipitato presentava la tipica morfologia di particelle esagonali a forma di piastra (Figura 2) con un asse a 6 facce. La spettroscopia a dispersione di energia (EDS) ha rivelato che gli elementi in questi cristalli erano C, O e Ca. Inoltre i cristalli esagonali hanno mostrato modelli di diffrazione dei raggi X (XRD). La verifica che effettivamente fosse bicarbonato di calcio si basa oltre all’analisi vibrazionale IR, anche sulla spettroscopia 13C NMR, TG, diffrazione dei raggi X e tecniche correlate.
Figura 2 Immagini di microscopia elettronica a scansione (SEM (i–iii)) e di microscopia elettronica a trasmissione (TEM (iv)). La forma del cristallo è esagonale.
Questi risultati forniscono una struttura di riferimento per i sistemi metallo–bicarbonato e ampliano la comprensione classica dei legami metallo–bicarbonato, che potrebbe rivelare nuovi ruoli funzionali per carbonati e bicarbonati metallici.
L’ottenimento di cristalli di bicarbonato di calcio colma una lacuna storica sia nei libri di testo che nella ricerca contemporanea riguardante i composti ionici classici. La formazione di bicarbonato di calcio indica un percorso di formazione di composti ionici controllato dalla polarizzazione ionica attraverso associazioni di ioni solvatati, va oltre le considerazioni termodinamiche classiche, ispirando un quadro teorico per la valutazione della stabilità dei legami chimici localizzati e la successiva previsione delle tendenze di dissociazione o associazione delle specie ioniche.
Come esempio di frontiera, i cristalli di bicarbonato di calcio forniscono una finestra per misurare direttamente il legame multivalente omogeneo metallo-bicarbonato, che è impegnativo nelle strutture convenzionali ed è fondamentale per costruire campi di forza di interazione metallo-bicarbonato atomici accurati. Inoltre, considerando la stabilità teorica dei cristalli di bicarbonato di calcio, la loro struttura porosa può offrire nuove opportunità come quelle che hanno sancito il recente successo dei MOF.
Gli autori dello studio affermano che i cristalli di bicarbonato di calcio, come prodotti della mineralizzazione diretta tra ioni calcio e bicarbonato, ampliano i percorsi noti delle reazioni di mineralizzazione della CO2. Data l’abbondanza di calcio nella crosta terrestre, tale conversione potrebbe ispirare percorsi artificiali rivoluzionari per la rimozione della CO2, ma la sua fattibilità dipenderà dalla regolazione della polarizzazione ionica, che richiede ulteriori studi. Ovviamente come spesso accade questo aspetto solo il futuro potrà dire se sarà foriero di effettive applicazioni o se risulterà, anche se importante, solo una curiosità scientifica.
Per approfondire:
K. Kong et al. “Synthesis of Crystalline Calcium Bicarbonate” J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 42, 38492–38499 https://doi.org/10.1021/jacs.5c12101
Electrochemical synthesis of tetralones utilizing platinum nanoparticles as the anode material
DOI: 10.1039/D5GC03300D, CommunicationHui Luo, Yan Wang, Yu He, Li Li, Yinfeng Ma, Guohui Wang, Jinhui Yang
This study developed a low-platinum-loading (2.65%) nanoelectrode, enabling the efficient and environmentally friendly electrosynthesis of tetralones from olefins. The proposed method combines cost-effectiveness, excellent substrate universality, and high atom economy.
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Ultra-fast and Eco-friendly Recycling Process for Spent LIBs Using Deep Eutectic Solvents: Mechanism and Life-Cycle Insight
DOI: 10.1039/D5GC03452C, PaperShuang Liu, Shuangjun Li, Xiangkun Elvis Cao, Sungyeol Choi
The accumulation of end-of-life lithium-ion batteries (LIBs) highlights the need for an efficient and environmentally friendly recycling process. Deep eutectic solvents (DESs) have gained significant attention due to their benefits...
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Aliphatic aldehydes as CO surrogates via photocatalyzed hydrogen atom transfer
DOI: 10.1039/D5GC03981A, PaperLuna Raineri, Valerio Morlacci, Ana Maria Constantin, Aleksandr Voronov, Giovanni Maestri, Nicola Della Ca’, Luca Capaldo
We propose aliphatic aldehydes as a new class of sustainable CO photosurrogates via decarbonylative photocatalyzed Hydrogen Atom Transfer (HAT).
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Photoinduced copper-catalyzed cross-coupling of epoxides and alkynes via radical anions
DOI: 10.1039/D5GC03812J, CommunicationChen Yang, Zunsheng Chen, Zhengze Wu, Qihao Zheng, Yuchao Xue, Xiaoyuan Zeng, W. M. W. W. Kandegama, Guozhu Zhang, Rui Guo
A photoinduced copper-catalyzed radical cross-coupling of epoxides and alkynes via radical anions was achieved to construct multisubstituted α-allenols with high regioselectivity.
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Correction: Benign-by-design N-doped carbonaceous materials obtained from the hydrothermal carbonization of sewage sludge for supercapacitor applications
DOI: 10.1039/D5GC90187A, Correction
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Direct C–H alkylation, acylation, and silylation of N-heteroarenes enabled by the self-quenching of quinolinones
DOI: 10.1039/D5GC04299B, PaperBin Sun, Jianjie Wang, Qian Zhang, Yuanyi Chen, Yan Xu, Xiaohui Zhuang, Chun Lv, Xiao Yang, Weike Su, Can Jin
A sustainable C–H/C–H cross-dehydrogenative coupling strategy has been developed for the direct C–H functionalization of N-heteroarenes.
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Electrochemical reconstruction- and electronegativity-induced electron redistribution for activating sulfur atoms of MoOxSy-based materials toward efficient hydrogen evolution
DOI: 10.1039/D5GC03386A, PaperXiao-Yu Yang, Rui-Yuan Li, Zhan Liu, Chun-Mu Guo, Xiao-Yun Li, Cui-Fang Ye, Zhao Deng, Jia-Min Lyu, Ming-Hui Sun, Shen Yu, Yu Li, Yi-Yong Huang, Li-Hua Chen, Kai Liu, Bao-Lian Su, Yi-Long Wang
This work focuses on the development of a strategy for electrochemical reconstruction coupled with electronegativity to synergistically induce electron redistribution for the activation of sulfur atoms in MoOxSy-based materials toward efficient HER.
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