Chem Catalysis 2025年度高影响力综述TOP10

物质科学

Physical science

作为Cell Press细胞出版社旗下物质科学方向的第一本专注于单一研究领域的子刊，Chem Catalysis主要发表关于均相催化、多相催化和生物催化的相关前沿研究进展。

岁末年终，Chem Catalysis编辑团队带大家一起回顾2025年度发表在本刊上的高影响力综述文章10篇！Chem Catalysis希望在今后为广大作者、读者和审稿人提供更优质与便捷的出版服务，欢迎投稿！

Chem Catalysis期刊聚焦基础与应用催化，推动催化科学的创新与发展。如有您感兴趣在2026年撰写聚焦前言催化的综述类文章，欢迎联系科学编辑杨楠（n.yang@cell.com）交流讨论。

Chem Catalysis期刊编辑

Dr. Nan Yang

Scientific editor,

Chem Catalysis

Dr. Nan Yang（杨楠博士）于2013年在罗马二大获得材料科学博士学位。在其研究生涯中，她曾多次在橡树岭国家实验室和欧洲多个先进光源进行研究工作。2016年，她加入上海科技大学担任助理教授/研究员/博士生导师。她于2024年3月加入Cell Press细胞出版社，担任Chem Catalysis期刊科学编辑，并常驻北京。她的专长是多相催化及其应用。

综述文章

突破未来能源：新型多组分催化剂引领CO₂转化新纪元

随着全球碳中和目标的推进，利用绿色氢气实现CO₂向多碳价值化产品的高效转化成为能源与化工界的热点焦点。华侨大学的詹国武研究团队聚焦于最新的集成催化剂技术，系统总结了多组分、多功能的创新催化体系在CO₂热氢化制备烃类、芳香族及氧化物等多类高值化学品中的突破进展。这篇综述文章深入探讨了催化剂的结构设计、空间布局以及合成策略，强调了催化剂活性位点的协同作用与空间关系对反应选择性和效率的关键影响。未来，优化催化剂的微观结构、提升稳定性和实现工业化规模，成为推动CO₂资源化的核心方向。该综述为科研和产业界提供了宝贵的理论指导和技术路线，开启绿色能源新篇章。

Peptide catalysis的未来：突破创新与高通量探索的新前沿

在现代有机合成领域，肽催化以其模块化设计、多样性和高选择性，展现出巨大的应用潜力。来自阿尔伯特 - 路德维希大学的Tobias Schnitzer研究团队发表的综述文章系统总结了肽催化的最新研究进展，涵盖催化反应的结构设计、筛选策略以及实际应用。文章特别强调了结合光催化和电催化等新兴反应的潜力，以及高通量筛选、AI驱动的催化剂优化和自动化发现平台的快速发展。未来，肽催化有望在新反应开发、早期生命化学研究和智能材料设计中扮演关键角色，开启催化科学的全新篇章。

非晶贵金属电催化新突破：高活性与长寿命的能源转化关键材料

随着能源需求的不断增长和环境保护的迫切需要，贵金属非晶电催化剂凭借其丰富的活性位点和优异的电子调控能力，成为推动清洁能源技术的重要突破口。三峡大学叶立群等研究人员发表的综述文章，系统总结了近年来无机-有机杂化贵金属非晶材料在电催化领域的研究进展。文章详细介绍了多种合成策略，包括热处理、溶剂法、离子交换、金属沉积和界面调控等，展示了其在水分解、氧还原、氢演化、氮还原等关键反应中的优异性能。尤其是在提升催化活性、延长使用寿命以及实现多功能催化方面，非晶贵金属材料展现出巨大潜力。未来，结合先进的表征技术、理论模拟和智能设计，有望实现高效、稳定、低成本的非晶贵金属催化体系，为能源转化和环境治理提供强有力的技术支撑。

高效调控氧空位：CeO₂基材料在热催化中的创新策略

在应对全球能源危机和环境挑战的背景下，CeO₂作为一种具有优异氧储存能力的典型还原型氧化物，在催化领域展现出巨大潜力。蔚山科学技术院Kwangjin An等研究人员系统总结了近年来CeO₂基材料中氧空位调控的研究进展。文章详细介绍了通过掺杂、纳米结构设计及外部还原等多种策略，有效提升氧空位浓度，进而显著增强CO氧化、CO₂氢化、挥发性有机物氧化等反应的催化性能。结合先进的原位表征技术，研究者深入解析了氧空位的形成机制、迁移行为及其在反应中的关键作用。文章强调，协同多策略的调控手段，能实现氧空位的定向调节，为开发高效、稳定的CeO₂基催化剂提供了新思路。未来，结合多尺度模拟与新型激发技术，有望推动CeO₂支持体系在能源转化和环境治理中的广泛应用。

轴手性双芳烃的动态动力学解析：实现高效立体选择性合成的未来方向

在有机合成与药物开发中，轴手性双芳烃作为具有重要应用价值的构架，近年来受到广泛关注。复旦大学朱灿等研究员系统地总结了轴手性双芳烃的动态动力学研究进展，特别是通过动态动力学解析和动态动力学分辨实现的高效立体选择性合成。文章详细介绍了多种 外消旋化策略，包括自由旋转、共价和非共价中间体控制，以及利用金属、酶和光催化等手段降低旋转能垒，突破传统50%的产率限制。未来研究方向聚焦于设计更广泛适用的催化体系、探索新型中间体和反应路径，以实现多样化、高效率的轴手性二芳烃合成。这些创新策略为药物、材料和催化剂的开发提供了强大工具，推动轴手性化合物的产业化应用。

高效模拟与深度学习助力氮还原催化剂设计

氮气的电还原合成氨，是实现可持续能源与绿色化学的重要突破口。尽管近年来在理论模拟和实验验证方面取得了诸多进展，真正高效、稳定的催化剂仍未被发现，成为科研界的难题。冰岛大学Egill Skulason研究团队系统地评估了目前在电催化氮还原中的关键理论模型与计算方法，重点指出了常用的自由能景观构建中的误区，特别是对非电化学步骤的处理不足。文章还探讨了深度学习，尤其是深度神经网络在催化剂筛选中的潜力与局限性，强调高质量数据的重要性。以高熵合金为例，展望了未来通过结合先进计算与机器学习技术，系统探索多元素复合材料的可能性，为实现高效、低成本的氮还原催化提供理论基础和实践指南。这篇文章为推动氮还原催化剂的基础研究和应用开发提供了宝贵的参考。

绿色甲醇：推动碳中和的未来能源与化工新路径

随着全球迈向低碳经济，绿色甲醇作为一种重要的可持续燃料和化学原料，正受到广泛关注。由水电解产生的绿色氢气与捕获的二氧化碳反应合成的绿色甲醇，不仅实现了碳循环的闭环，还具备降低温室气体排放的巨大潜力。来自中国科学院大连化学物理研究所的邓德会研究团队综述了近年来在催化剂设计、工艺优化和源头控制等方面的最新进展，特别强调了高效、稳定的CO₂氢化催化体系的研发，以及在能源、交通和工业领域的广阔应用前景。此外，文章还深入探讨了绿色甲醇产业化面临的成本挑战和政策环境，为未来实现碳中和目标提供了科学指导和技术支持。

脉冲调控催化新突破：高效定向硝酸盐还原制氨的前沿研究

随着环境污染与能源需求的双重挑战，传统电化学硝酸盐还原反应（NO₃⁻RR）面临诸多瓶颈。近期，学界提出脉冲电催化策略，通过周期性调节反应电势，有效克服氢气演化、副反应和传质限制等难题，显著提升氨的产率与选择性。清华大学席靖宇研究员等人系统地总结了脉冲NO₃⁻RR的基础测试方法、催化机理、设备构型及在中低浓度条件下的应用优势，强调了合理设计催化剂结构、优化脉冲参数的重要性。未来，结合先进的原位表征、数值模拟与机器学习，将推动脉冲电催化技术迈向规模化应用，为绿色氨制造和可持续氮循环提供创新解决方案。

Operando / in situ技术揭示氧气演变反应（OER）机理新篇章

水裂解制氢的关键环节, 析氧反应（OER），一直是能源转换领域的重要难题。近期，科学界在利用 operando / in situ光谱和电化学技术方面取得重大突破，成功实时监测反应中关键中间体的动态变化。来自中国科学院大连化学物理研究所的章福祥研究团队系统总结了FTIR、Raman、DEMS等先进技术在识别OER中不同中间体（如 *OH、*O、*OOH、O–O）中的应用，结合理论分析，深入探讨了吸附-演变机制（AEM）、晶格氧机制（LOM）和氧桥机制（OPM）等多种反应路径。研究揭示，优化催化剂结构、调控电子性质，推动OER从传统AEM和LOM向高效稳定的OPM转变，为新一代高性能、长寿命的氧气演化催化剂设计提供了科学依据。未来，结合多技术融合与理论模拟，有望破解OER机制迷雾，加速绿色能源技术的落地应用。

空间维度下的CO₂电解：揭示反应机理与提升系统性能的关键

CO₂电解系统作为绿色能源转化的重要途径，近年来获得广泛关注。研究逐步从单点（0D）催化性能扩展到涉及气液固界面复杂交互的1D、2D甚至3D空间效应，这些空间变化在反应物浓度、温度分布、电场强度和产物选择性等方面起着决定性作用。代尔夫特理工大学的Thomas Burdyny研究团队综述了多种先进的原位/操作技术，包括X射线衍射、中子成像、红外热成像和拉曼光谱等，帮助科学家深入理解不同空间尺度上的反应机制、催化剂行为和系统稳定性。同时，结合多物理场模拟，揭示了局部浓度梯度、温度变化和水/离子迁移对电解效率和产物分布的影响，为未来大规模工业应用提供了科学基础。研究强调，系统性考虑空间和时间的多维因素，是实现高效、稳健CO₂电解器的关键所在。

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