Green Carbon│第四卷第二期

 封面文章解读 

【基团精准识别新策略实现高选择性加氢】

选择性加氢是现代化学工业中的关键反应技术，广泛应用于精细化学品、药物合成及能源转化等领域。约四分之一的工业化工过程涉及至少一个加氢步骤，彰显了其重要性。然而，当反应分子中含有多个可还原官能团时，传统催化剂难以区分不同基团，导致目标产物易发生过度加氢或副反应，从而影响产物纯度与反应效率。

传统金属催化剂对多种还原性基团普遍表现出非选择性催化行为，不仅造成产物收率下降，也带来能源与原料的浪费。尽管研究者曾通过优化反应条件、引入空间屏蔽或调控载体性质等方式提升选择性，但这些方法常伴随活性下降或工艺复杂化等问题，制约其工业推广。其根本原因在于，结构相似的官能团在反应动力学与热力学上存在重叠，仅依靠外部参数调整难以彻底抑制副反应路径。

为解决上述挑战，浙江大学王勇教授、毛善俊副教授团队于Green Carbon发表题为“Group recognition as a new design methodology for selective hydrogenation”综述论文，系统总结选择性加氢领域的最新进展，提出“基团识别加氢”新策略。该策略聚焦于催化反应中吸附与活化两个初始步骤，通过精准调控催化剂与官能团之间的相互作用，实现对目标基团的高效识别与转化。该框架为发展高性能加氢催化剂提供了理论基础与设计指南，具有重要的科学价值与应用前景。

Green Carbon，（绿碳（英文），ISSN 2950-1555，CN37-1549/O6）是由中国科学院青岛生物能源与过程研究所创办、与科爱集团联合出版的开放获取英文学术期刊，创刊当年入选2023年度中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目；先后入选ESCI、CAS、Scopus、DOAJ、CSCD核心、ORAL等数据库。影响因子IF 14.2，即时CiteScore 19.3。

2026年6月，Green Carbon第四卷第二期15篇文章已全部上线，包括Review 3篇，Research 6篇，Feature 1篇，Short Communication 2篇，Commentary 2篇，Perspective 1篇。全部论文均为开放获取，欢迎阅读！

Green Carbon数据库收录及期刊发展历程

 1 Review 

1. Insights into single-atom catalysts on oxygen functionalized carbon nanotubes 碳载金属单原子催化剂构筑新视角

中国科学院兰州化物所丁玉晓团队联合青岛能源所孙晓岩团队、德国马普化学能源转化所Saskia Heumann研究员团队于Green Carbon发表题为“Insights into single-atom catalysts on oxygen functionalized carbon nanotubes”研究论文，以前期建立的碳表面氧官能团精准定性及定量解析基准（Adv. Mater. 2025, 37, 2418239、 2022, 34, 2206025; Carbon, 2024, 222, 118998）和相应碳载催化体系（J. Am. Chem. Soc., 2025, 147, 12652-12663、Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 63, e202318043、Nat. Commun., 2023, 14, 4449）为依据，揭示不同氧官能团对金属中心及催化作用的影响。结果表明，碳表面氧官能团以共价键的形式键合金属前驱体，从而成功构筑原子级分散的碳载金属催化剂；且金属催化剂随碳表面氧官能团类型改变表现出不同的特性。这些性质的明晰将对碳载金属催化剂的理解深入到原子层级，为碳载金属单原子催化剂的构筑及解析提供了可靠依据。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.009

2. The key role of catalyst structure adjustment and optimization in the Reverse Water-Gas Shift Reaction reaction 催化剂结构设计在逆水煤气变换反应中的关键作用

昆明理工大学王飞教授与施磊副教授团队于Green Carbon发表题为“The key role of catalyst structure adjustment and optimization in the Reverse Water-Gas Shift Reaction reaction”研究论文。该文章系统讨论负载型金属催化剂在RWGS反应中的构效关系，揭示强金属-载体相互作用、氧空位等关键因素对反应路径及选择性的调控机制。该文章为开发高活性、高选择性RWGS催化剂提供了重要理论指导与设计方向。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.08.004

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Green Carbon文章 | 催化剂结构设计在逆水煤气变换反应中的关键作用

3. Towards a green future: advances in biological carbon fixation strategies 迈向绿色未来——生物固碳策略进展

北京化工大学绿色生物制造全国重点实验室刘艳辉、王凯等人于Green Carbon发表题为“Towards a green future: advances in biological carbon fixation strategies”综述论文，系统回顾生物固碳策略的研究进展。文章重点阐述自然、人工及耦合固碳途径的优化手段，并探讨人工智能在酶工程优化、代谢途径设计以及工业规模生物反应器系统开发等方面的变革性潜力。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.007

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Green Carbon文章 | 迈向绿色未来——生物固碳策略进展

 2 Research 

4. Tuning metal encapsulation in zeolites: impact of crystal downsizing on liquid-phase hydrogenation reactions 分子筛晶体尺寸纳米级精准缩减以提高液相加氢性能

西班牙瓦伦西亚理工大学化工技术研究所（ITQ）Manuel Moliner和Cristina Martínez研究团队于Green Carbon发表题为“Tuning metal encapsulation in zeolites: impact of crystal downsizing on liquid-phase hydrogenation reactions”研究论文。该工作考察了活性中心包裹且尺寸可调的纯硅分子筛催化材料，系统揭示了晶体尺寸缩小对具有较大空间位阻的有机大分子液相选择性加氢反应中微观传质扩散与金属抗烧结稳定性的双重深远影响。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.11.007

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Green Carbon文章 | 分子筛晶体尺寸纳米级精准缩减以提高液相加氢性能

5. Phosphate-solubilizing bacteria drive transformation and release of phosphorus in phosphorus-enriched sludge biochar: Efficacy validation and multifaceted mechanisms 解磷菌赋能污泥炭实现磷高效释放与转化

石河子大学范建华、安雄芳团队于Green Carbon发表题为“Phosphate-solubilizing bacteria drive transformation and release of phosphorus in phosphorus-enriched sludge biochar: Efficacy validation and multifaceted mechanisms”研究论文，通过将解磷菌固定化于富磷污泥炭，成功构建了高效的生物炭—微生物复合体系，实现了污泥炭中磷的定向转化与高效释放，系统揭示了复合体系的协同解磷机制，为污泥磷资源的高值化回收与农业资源化利用开辟了新路径。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2026.02.004

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Green Carbon文章 | 解磷菌赋能污泥炭实现磷高效释放与转化

6. In situstudy of Ni-Fe nanoparticle exsolution on La₀.₄‌Sr₀.₆Fe₀.₈₅Ni₀.₁Nb₀.₀₅O₃₋_δ perovskite for oxygen separation and methane conversion 原位析出纳米催化剂膜实现甲烷高效转化

俄罗斯科学院西伯利亚分院固体化学与机械化学研究所（ISSCM SB RAS）研究员Elena V. Shubnikova于Green Carbon发表题为“In situ study of Ni-Fe nanoparticle exsolution on La₀.₄‌Sr₀.₆Fe₀.₈₅Ni₀.₁Nb₀.₀₅O₃₋_δ perovskite for oxygen separation and methane conversion”研究论文。该研究构建了一种具有原位析出Ni-Fe纳米颗粒的钙钛矿中空纤维膜，实现了氧分离与甲烷转化过程的协同强化，并揭示了Ni活性位点促进甲烷活化和氧交换反应的作用机制，为天然气高值利用及二氧化碳资源化转化提供了新的材料设计思路。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.11.006

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Green Carbon文章丨原位析出纳米催化剂膜实现甲烷高效转化

7. Low-temperature aqueous-phase hydrogenation of dimethyl adipate to 1,6-hexanediol enabled by highly selective RuSn/SiO₂ catalysts 低温水相酯加氢制二醇新突破

中国科学院青岛生物能源与过程研究所绿碳资源工业催化研究组于Green Carbon发表题为“Low-temperature aqueous-phase hydrogenation of dimethyl adipate to 1,6-hexanediol enabled by highly selective RuSn/SiO₂ catalysts”研究论文。该研究构建了RuSn/SiO₂催化剂与水相催化反应体系，用于DMA的低温加氢制备1,6-HDO。该工作突破了酯类化合物在低温水相加氢反应中选择性偏低的技术瓶颈，成功构建了高效稳定的酯类加氢制高附加值二元醇催化体系。研究成果在降低能耗、提高产物纯度以及推动高端材料绿色原料合成方面，具有重要的理论价值与潜在的工业应用前景。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2026.03.001

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Green Carbon文章丨低温水相酯加氢制二醇新突破

8. Designing an intracellular biohybrid system for malate and bioelectricity production in Escherichia coli 人工光系统助力电能与苹果酸生产

江南大学刘立明教授团队高聪副研究员等人于Green Carbon发表题为“Designing an intracellular biohybrid system for malate and bioelectricity production in Escherichia coli”研究论文，通过强化半胱氨酸合成通路，在大肠杆菌胞内原位构建硫化铅（PbS）纳米颗粒，建立近红外响应的IBS。该体系无需外源电子供体即可实现光生电子产生并驱动还原力再生。进一步地，基于该系统构建微生物燃料电池，实现了光能向电能的持续转化；同时增强胞内NADH再生，提升了苹果酸合成效率。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.006

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Green Carbon文章 | 人工光系统助力电能与苹果酸生产

9. Collaborative biodegradation of wheat straw by insect derived cellulolytic enzymes and lignin-degrading bacteria in the gut of Zophobas morio 大麦虫“菌酶”合作降解秸秆

中国农业科学院饲料研究所薛敏研究员团队联合中国农业科学院植物保护研究所张勇研究员于Green Carbon发表题为“Collaborative biodegradation of wheat straw by insect derived cellulolytic enzymes and lignin-degrading bacteria in the gut of Zophobas morio”研究论文，研究了大麦虫幼虫肠道中宿主来源的裂解性多糖单加氧酶ZmLPMO15-2与木质素降解细菌Kluyvera sp. Zm8协同降解小麦秸秆的分子机制，揭示了昆虫编码的纤维素氧化酶与共生木质素降解细菌分工协作，从而实现高效木质纤维素生物转化的新型共生降解模型。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.11.002

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Green Carbon文章 | 大麦虫“菌酶”合作降解秸秆

 3 Feature 

10. Group recognition as a new design methodology for selective hydrogenation 基团精准识别新策略实现高选择性加氢

浙江大学王勇教授、毛善俊副教授团队于Green Carbon发表题为“Group recognition as a new design methodology for selective hydrogenation”综述论文，系统总结选择性加氢领域的最新进展，提出“基团识别加氢”新策略。该策略聚焦于催化反应中吸附与活化两个初始步骤，通过精准调控催化剂与官能团之间的相互作用，实现对目标基团的高效识别与转化。该框架为发展高性能加氢催化剂提供了理论基础与设计指南，具有重要的科学价值与应用前景。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.005

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Green Carbon文章 | 基团精准识别新策略实现高选择性加氢

 4 Short Communication 

11. Cross–coupling of alkenes with photocatalytic fluorination 光驱动绿色氟化新策略：烯烃“一步法”构建高价值含氟分子

夏威夷大学马诺阿分校张祖骁博士团队于Green Carbon发表题为“Cross–coupling of alkenes with photocatalytic fluorination”研究论文。该工作开发出一种基于光催化自由基-极性交叉（radical–polar crossover）机制的新型合成策略，实现了烯烃交叉偶联与C–F键构建的深度融合。该方法利用可见光作为清洁能源，在温和条件下高效构建富含sp³结构的含氟分子，为绿色氟化化学提供了一条全新的解决路径。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.08.002

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Green Carbon文章丨光驱动绿色氟化新策略：烯烃“一步法”构建高价值含氟分子

12. Photoinduced α-C(sp³)–H Functionalization of Cyclic Ethers via Synergistic Photocatalysis and HAT for Efficient C–C Bond Formation 光催化与氢原子转移协同策略促进的醚类化合物碳氢键高效活化与选择性碳碳键构筑

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.08.001

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Green Carbon文章丨光驱动绿色氟化新策略：烯烃“一步法”构建高价值含氟分子

 5 Commentary 

13. In-Insect synthesis: a novel approach for selective functionalization of molecular nanocarbons Science：虫内合成-分子纳米碳选择性功能化的新方法

东北大学周炯教授于Green Carbon发表题为“In-Insect Synthesis: A Novel Approach for Selective Functionalization of Molecular Nanocarbons”评述文章，针对名古屋大学Kenichiro Itami教授团队在Science发表文章“In-insect synthesis of oxygen-doped molecular nanocarbons”进行了系统性分析和点评。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.10.010

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Green Carbon评述 | Science：虫内合成-分子纳米碳选择性功能化的新方法

14. A new piece of the cellulose biodegradation puzzle Nature：纤维素生物降解的一块新“拼图”

巴西国家生物可再生能源实验室的研究团队于Nature发表论文“A metagenomic ‘dark matter’ enzyme catalyses oxidative cellulose conversion”，发现了一种前所未见、作用方式新颖的纤维素氧化裂解酶——CelOCE（Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme）。江南大学孙付保教授、山东大学刘国栋教授于Green Carbon发表题为“A new piece of the cellulose biodegradation puzzle”评述文章，对该发现进行了分析点评，强调了其在纤维素高效生物降解的机制解析和产业应用上的重大意义。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2025.09.001

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Green Carbon评述 | Nature：纤维素生物降解的一块新“拼图”

 6 Perspective 

15. Microbiomes for a Stable Planet: Embedding Microbial Processes in Global Climate Action 地球守望者：微生物组赋能全球气候行动

开普敦大学Emma Rocke、加州大学圣地亚哥分校Rob Knight及中国科学院青岛生物能源与过程研究所徐健（世界微生物组伙伴联盟（WMP）环境与气候变化工作组（WG-F）的联合主席（co-chairs））与其他多国学者联合于Green Carbon发表题为“Microbiomes for a Stable Planet: Embedding Microbial Processes in Global Climate Action”前瞻性论文，系统回顾微生物组与气候变化领域的研究进展，阐述了WG-F在巴黎WMP首届峰会上发布的《2025–2027微生物组与气候路线图》，为将微生物过程全面纳入全球气候治理、提升气候行动科学性与有效性提供了清晰框架与实施路径。

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doi.org/10.1016/j.greenca.2026.01.001

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Green Carbon文章丨地球守望者：微生物组赋能全球气候行动

 7 Green Carbon 

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