研途聚力结硕果,科研创新展风华。近期,我校多名硕士研究生在储能材料、有机合成、植物分类、生物医学、能源催化、地下工程等多个研究领域捷报频传,多篇研究成果相继发表于国内外高水平学术期刊,充分展现了我校研究生的科研创新能力与人才培养成效。
化学化工与材料科学学院任雨凡:钠离子电池电极材料领域取得系列重要进展
近日,我校化学化工与材料科学学院“先进储能材料科研团队”在钠离子电池电极材料领域取得系列重要研究进展,2025级硕士研究生任雨凡作为第一作者、第二作者的相关研究成果相继发表于国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》(中国科学院1区TOP, IF: 13.2)与《Advanced Functional Materials》(中国科学院1区TOP, IF: 19.0)。
研究成果一:Covalent triazine framework with synergetic multiple redox-active cores for high-performance sodium-ion batteries。该工作2025级硕士研究生任雨凡为第一作者,其导师于延新博士、丛海林教授为共同通讯作者。

该工作进一步将以上电极材料构建策略用于其他电极材料体系,并成功构建了苯并噻二唑与炔基协同调控的共价三嗪框架(BTA-CTF)。得益于材料活性位点密度的进一步提高,BTA-CTF作为SIBs负极材料表现出更为优异的综合性能:0.1 A g-1时表现出1362.1 mAh g-1的可逆比容量,10.0 A g-1高倍率下保持287.8 mAh g-1,以及卓越的长循环稳定性(在10 A g-1循环20000次后,容量保持率仍高达约93.2%)。
成果1链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.172899
研究成果二:Transcending Conventional Carbon Nitrides: Three-in-One Multi-Molecular Synergy Engineering in Covalent Heptazine Framework Unlocks Roust High-Rate Sodium-Ion Storage。该工作2025级硕士研究生任雨凡为第二作者,其导师于延新博士为第一作者兼通讯作者,丛海林教授为共同通讯作者。

该工作以石墨相氮化碳为代表的碳氮化物,因结构稳定和Na+储存潜力,被视为极具前景的钠离子电池(SIBs)电极材料。然而,固有的低导电性和有限的活性位点,严重限制了其储钠性能突破。为解决这一问题,该工作提出了一种“多功能协同调控”策略。该策略的核心在于,通过活性连接单元将活性七嗪单元与功能性导电模块进行共价偶联,并成功设计、构建了一种苯并噻二唑与炔基双功能化的共价七嗪框架(BTA-CHF)。其中,炔基桥连构建了完全电子导电性框架,与密集分布的多重Na+储存活性单元。这种独特的结构设计,使BTA-CHF负极材料表现出优异的综合性能:0.1 A g-1时表现出912.1 mAh g-1的可逆比容量,10.0 A g-1高倍率下保持273.8 mAh g-1,以及优异的长循环稳定性(在10 A g-1循环20000次后,容量保持率仍高达约93.9%)。该成果不仅可为碳氮化物类电极材料实现电导率与电荷储存性能的同步提升提供新思路,更能推动基于氧化还原活性的电极材料的进一步发展。
成果2链接:http://doi.org/10.1002/adfm.202529540
以上成果得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省青创团队计划等项目支持,枣庄学院均为第一单位。
食品科学与制药工程学院徐之浩:可见光催化合成策略创新成果发表于《Organic Letters》
近日,我校食品科学与制药工程学院硕士研究生徐之浩以第一作者身份,在SCI一区Top期刊Organic Letters上发表创新型研究成果,论文指导老师为李冲老师。
本研究以稳定、易得的磷叶立德和炔烃为原料,发展了可见光催化的自由基级联环化策略,相关成果以“Visible-Light-Catalyzed Synthesis of α-Naphthol Derivatives via a Radical Cascade Reaction of Phosphorus Ylides”为题,发表于国际有机化学领域Top期刊Organic Letters。论文指出,α-萘酚作为许多抗炎、抗病毒和抗肿瘤活性分子的核心骨架,然而其传统构建方法常需加氧化剂、强碱或高温条件,兼容性不理想。为解决这些问题,本研究对其合成方法进行了创新,具体该工作见图1。

图1 可见光催化磷叶立德与炔烃自由基级联合成α-萘酚衍生物
反应以4DPAIPN或fac-Ir(ppy)3为光催化剂,HBF4为添加剂,在蓝光LED(λmax = 450 nm)照射下进行反应,无需额外氧化剂和强碱,具有氧化还原中性的特点,且分离收率极其优异。
文章系统考察了炔烃和磷叶立德的底物范围。在底物适用性方面,该方法对多种芳基炔烃、烷基炔烃和磷叶立德都有较好兼容性,甲基、甲氧基、卤素、三氟甲基、酯基等常见取代基均可顺利反应;布洛芬、吉非罗齐、乙炔雌二醇和雌酮等药物来源炔烃也能用于后期修饰。克级规模反应仍能以73%的收率得到目标产物,说明该方法具有放大潜力,详情见图2。

图2 克级反应及复杂药物分子
文章对机理进行了详细的研究。加入TEMPO后反应明显受到抑制,并检测到捕获产物;光谱和电化学实验也支持底物与光催化剂之间发生电子转移。据此,作者推测,磷叶立德先在HBF4作用下原位生成季鏻盐,经单电子转移产生自由基,再与炔烃发生串联环化,随后经氧化和脱质子得到α-萘酚产物。详细推测反应机理可见图3。

图3 推测反应机理
文章最后指出,该氧化还原中性策略条件温和、官能团耐受性较好,无需额外氧化剂或强碱,为α-萘酚衍生物的合成提供了一条实用路线,并可应用于复杂生物活性分子的后期修饰。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.6c02828
生命科学学院孙于婷:发现并命名沿阶草属植物新种
近日,我校生命科学学院2025级生物与医药专业研究生孙于婷在云南省东南部植物资源调查中发现并命名了沿阶草属(Ophiopogon)一新种。相关研究成果以“Ophiopogon tanganum, a new species of Asparagaceae in Yunnan Province, China”为题,发表于植物分类学国际期刊《Phytotaxa》。该研究由硕士生指导教师陈青教授和冯慧喆博士指导。

沿阶草属新种 Ophiopogon tanganum
Ophiopogon tanganum目前仅发现于云南省广南县模式产地。该物种生长在海拔1700-1900米的次生常绿阔叶林下,多见于阴坡湿润、腐殖质丰富的环境,并适应风化花岗岩形成的土壤。在栽培条件下,其于4-5月开花,10-11月可见未成熟种子。
尽管该物种目前已知分布范围较窄,但在模式产地适宜生境中较为常见。研究团队依据IUCN相关评估标准,暂将其受威胁等级评估为无危(LC)。未来仍需持续开展野外调查,以进一步明确其种群数量、实际分布范围及潜在生境威胁。
新种的种加词“tanganum”用于纪念我国著名植物分类学家唐进先生(1897-1984)。唐进先生长期从事单子叶植物分类研究,尤其在百合科、兰科及沿阶草属研究方面作出了重要贡献,并参与《中国植物志》相关类群的编研工作。该命名既表达了研究团队对前辈植物分类学家的敬意,也体现了中国植物分类学研究的学术传承。
沿阶草属主要分布于亚洲热带、亚热带和温带地区,具有较为丰富的形态多样性。中国西南地区,特别是云南,由于地形复杂、气候类型多样、植被资源丰富,为沿阶草属植物的分化和演化提供了多样化的生态环境。
此次新种的发现,进一步丰富了我国沿阶草属植物的物种多样性资料,也表明滇东南与越南接壤的山地区域仍具有较大的植物资源调查潜力。该研究为沿阶草属的分类修订、系统演化、生物地理学及区域生物多样性保护提供了新的基础资料。
原文链接:https://doi.org/10.11646/phytotaxa.774.3.2
食品科学与制药工程学院吴玉芹:神经退行性疾病纳米药物综述发表于《International Journal of Nanomedicine》
食品科学与制药工程学院鲁南智能生物医学与生物工程研究所硕士研究生吴玉芹以第一作者身份,在SCI二区期刊《International Journal of Nanomedicine》上发表综述,导师孙婷婷、丛海林教授为共同通讯作者。
文章指出,阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和肌萎缩侧索硬化等神经退行性疾病以进行性神经元丢失和不可逆功能衰退为特征,其病理涉及蛋白异常聚集、神经炎症、氧化应激及血脑屏障损伤等多重机制。血脑屏障可排除超过98%的潜在治疗药物,传统单靶点疗法难以奏效。多功能混合纳米药物(MHNs)通过整合靶向递送、控制释放和诊疗一体化等功能模块,为神经治疗设计提供了变革性思路。其图1梳理了MHNs脑靶向三十年发展:从2000年代配体介导的主动靶向,到2000s—2010s细胞膜仿生修饰,再到2010s—2020s刺激响应平台,直至2020s“all-in-one”诊疗一体化系统。

图1 过去三十年间脑靶向MHNs的发展历程
MHNs从被动载体向刺激响应型“智能”平台的演进,并提出了“协同-集成模块化图谱”框架。该框架以四个协同功能模块为核心:一是表面工程,用于受体介导的BBB转胞吞和病灶特异性蓄积;二是仿生表面修饰,延长系统循环并逃避免疫清除;三是智能响应释放,利用pH、氧化还原、金属离子等内源性刺激或光、磁等外源性触发实现时空控制;四是诊疗一体化,实现影像引导药物递送和实时疗效监测。文章强调,这四个模块并非相互独立,而是相互连接的功能维度,其协同整合是下一代MHNs设计的关键。

图2 MHNs关键演化阶段相关的四个核心技术模块
文章还系统调查了四种策略对应的临床转化现状。表面工程方面,ACI-24.060和ACI-35.030/JNJ-64042056等脂质体疫苗已进入早期临床;仿生平台如UDCA-NVs-TPP在帕金森病模型中展现线粒体靶向和抗炎潜力;外源触发方面,MRI引导聚焦超声联合微泡已开展多项AD临床试验;诊疗一体化仍处于早期探索阶段。总体而言,完全集成的MHNs大多仍停留在临床前阶段,面临多重解剖屏障、疾病微环境动态异质性、深部脑组织释放追踪、放大生产、长期安全性和监管等挑战。
最后文章展望了未来MHNs将向转胞吞通路编程、免疫重编程、分子计算型释放、分子药效成像、自报告靶向释放、疾病阶段自适应平台和诊疗反馈闭环等方向发展,为下一代具备时空精准控制能力的多功能混合纳米药物提供参考框架。
以上成果得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金重点项目、枣庄学院“青檀学者”人才项目、山东省自然科学基金等项目的支持,枣庄学院均为第一单位。
成果链接:https://doi.org/10.2147/IJN.S630802
化学化工与材料科学学院焦首成:能源材料与生物质催化领域取得科研新进展
我校化学化工与材料科学学院硕士研究生焦首成参与完成的两项科研成果分别发表于国际能源领域学术期刊《Fuel》和《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》。其中,焦首成以第二作者身份在《Fuel》发表研究论文,并以第一作者身份在《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》发表研究论文。两项成果分别围绕褐煤基高性能超级电容器电极材料的设计制备和MXene基催化剂催化木质素高值化转化展开研究,展现了我校研究生在能源材料与绿色催化领域的科研探索。
研究成果一:仿生构筑高性能褐煤基超级电容器电极材料

《Fuel》论文首页(节选)
李莉、焦首成等围绕低阶煤资源高值化利用及高性能储能材料的设计制备开展研究,相关成果以“Anchoring MoOx nanodots in N-doped porous carbon via a biomimetic strategy: enhanced supercapacitor performance”为题,发表在国际能源领域学术期刊《Fuel》上。研究以神木褐煤为碳源,借鉴莲藕天然多级孔道结构的仿生设计理念,采用碳化活化与金属氧化物修饰相结合的策略,构筑了氧化钼纳米点锚定氮掺杂多孔碳复合电极材料(MoOx@NAC),为低阶煤资源的高附加值利用提供了新思路。

图1 氮掺杂多孔碳及MoOx@NAC复合材料的制备示意图
研究系统探讨了碳化温度、碳化时间及金属氧化物修饰对材料微观结构和电化学性能的影响。通过优化制备条件,获得了具有多级孔道结构和丰富活性位点的氮掺杂多孔碳材料,并将MoOx纳米点均匀锚定于碳骨架表面。所制备的MoOx@NAC复合材料比表面积达到2378 m²/g,有效增加了电解质离子的吸附位点,改善了离子传输和电荷转移动力学。

图2 MoOx@NAC复合材料的微观形貌与元素分布
电化学测试结果表明,在6 M KOH电解液中,MoOx@NAC电极在0.5 A/g电流密度下的比电容达到408 F/g。组装的对称超级电容器在125 W/kg功率密度下实现了19.6 Wh/kg的能量密度,并在5 A/g电流密度下经过10000次充放电循环后,仍保持93.6%的初始电容,表现出良好的储能性能与循环稳定性。

图3 MoOx@NAC对称超级电容器的电化学性能及循环稳定性
研究进一步表明,氮掺杂多孔碳的多级孔结构为电解质离子提供了快速传输通道,MoOx纳米点与含氮官能团之间的协同作用增加了电化学活性位点。双电层电容与赝电容的共同贡献,实现了材料储能性能的有效提升。该成果为低阶煤基功能碳材料的结构设计及其在先进储能器件中的应用提供了新的研究思路。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.fuel.2026.138682
研究成果二、MXene基镍催化剂构筑及木质素高值化转化研究

焦首成等围绕生物质资源高值化利用及非贵金属催化剂的设计开展研究,相关成果以“MXene基催化剂制备及对木质素的催化转化”为题,发表在《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》上。该研究针对木质素结构复杂、化学键断裂困难及传统贵金属催化剂成本较高等问题,利用二维MXene材料独特的层状结构和丰富的表面官能团,构筑了Ni/Ti₂CTₓ非贵金属催化体系,为木质素选择性加氢裂解及高值化利用提供了材料设计思路。

图4 MXene基Ni/Ti₂CTₓ催化剂的制备流程示意图
研究采用化学刻蚀法制备二维层状Ti₂CTₓ材料,并通过浸渍还原法负载Ni活性组分,系统考察了不同刻蚀时间对催化剂微观结构、表面性质及催化活性的影响。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱及氮气吸附–脱附等表征手段,揭示了刻蚀程度与催化剂结构之间的关系。结果表明,适中的刻蚀时间有利于MXene片层结构的展开,为Ni活性组分提供锚定位点,改善活性组分分散及反应物与活性位点的接触。

图5 不同刻蚀时间下Ni/Ti₂CTₓ催化剂的微观形貌
以苄基苯基醚为木质素模型化合物,研究系统考察了反应温度、初始氢气压力及反应时间对催化加氢转化性能的影响。结果表明,Ni/Ti₂CTₓ-36催化剂表现出最佳催化活性。在260 ℃、初始氢气压力2 MPa、反应时间6 h的条件下,模型化合物转化率达到98.5%,目标芳香单体甲苯和苯酚的总选择性达到81.5%,展现出较好的C–O键加氢裂解能力和芳香单体生成选择性。

研究表明,MXene载体的层状结构及表面官能团对Ni活性组分的分散和催化性能具有重要影响。适当调控载体的刻蚀程度,能够在保持层状结构完整性的同时改善活性位点分布,从而提升催化效率。该成果为MXene基非贵金属催化剂的结构调控及其在木质素催化转化中的应用提供了实验依据,也为生物质资源向高附加值化学品转化提供了研究方向。
两项研究成果分别聚焦低阶煤资源高值化利用和可再生生物质催化转化,体现了我校在能源材料与绿色化工领域的科研积累。相关研究成果的发表,不仅为新型功能材料的开发及资源高效利用提供了实验支撑,也展现了我校研究生积极参与科研创新、探索学科前沿的良好风貌。
原文链接:https://link.cnki.net/urlid/23.1619.T.20260224.1501.004
张宪朕:混凝土渗漏水裂隙红外探查试验研究
我校硕士研究生张宪朕围绕混凝土渗漏水裂隙的红外探查开展试验研究,相关成果以《基于红外热成像技术探查混凝土渗漏水裂隙试验研究》为题,发表于《隧道与地下工程灾害防治》。针对隧道及地下工程中低光照、弱对比度条件下渗漏水裂隙难以识别的问题,研究采用红外热成像与高速摄像联合观测,揭示了等温渗流过程中裂隙温度的演化规律,为利用热信号识别隐蔽渗漏提供了理论依据。
研究设置21 ℃、26 ℃和31 ℃三种等温工况,选取0.1、0.3和0.5 mm三种裂隙宽度的水泥试块,结合空白对照与重复注水试验,对比裂隙出水形态及温度场的时空变化,分析注水次数、裂隙宽度和温度条件对热响应特征的影响。


图1 红外热成像与高速摄像联合观测试验设备及流程((a)试验设备(b)试验流程))
研究发现,首次注水时,裂隙温度呈现“先升后降再趋稳”的三阶段变化。文章从能量收支角度分析指出,水化反应热是初期升温的主要来源,随后蒸发吸热增强,温度逐渐下降并达到动态平衡。随着注水次数增加,水化放热贡献减弱,蒸发吸热成为主导,温度响应转变为“直接降温后稳定”的两阶段过程。此外,裂隙中心较末端升温更早、峰值更高,体现出沿裂隙走向的热响应差异。



图2 首次与多次注水条件下裂隙温度变化对比((a)首次注水前(b)首次注水局部扩展(c)首次注水稳定渗漏(d)第20次注水前(e)第20次注水局部扩展(f)第20次注水稳定渗漏)
研究进一步表明,在所测试的多次注水工况下,裂隙宽度越大,降温越快、热响应时间越短,热影响范围也越广。同时,热扩散会使红外热像中的裂隙视尺寸大于实际尺寸:实际长度为100 mm的裂隙,首次和多次注水后的红外视长度分别为118 mm和104 mm。这说明热像中的温度异常区域不能直接等同于裂隙的真实几何边界,定量识别时需要考虑热扩散的影响。



图3 裂隙实际尺寸与红外热像视尺寸对比((a)实际长度100 mm(b)首次注水视长度118 mm(c)多次注水视长度104 mm)
该工作梳理了渗流过程中水化放热、蒸发吸热与热传导的耦合作用,为解释渗漏水裂隙的热异常特征和识别边界提供了依据,可为隧道衬砌渗漏的非接触式无损检测提供参考。
原文链接:https://doi.org/10.19952/j.cnki.2096-5052.2026.02.08
科研之路,久久为功。多篇高水平成果的产出,是我校持续深化研究生培养改革、强化科研育人的阶段性成效。未来学校将继续搭建科研创新平台,鼓励研究生立足学科前沿、勇于探索,产出更多高质量科研成果。