JACS年度数据剖析！被引前10的文章中，竟有9篇来自中国，这个领域最受追捧……

《美国化学学会期刊》(JACS)成立于1879年，是美国化学学会的旗舰期刊，也是世界上所有化学和界面科学领域的杰出期刊。本期刊致力于发表基础研究论文，每年出版约19,000页的文章、通讯和展望。作为周刊，JACS提供了对化学领域至关重要的研究。

JACS 2020年关键词云图

作为化学领域顶刊的“扛把子”之一，今天，我们将一起来探究以下问题：

1. 2020年，哪个国家在JACS上的发文量最多？前三甲又是谁？

2. 2020年，全球哪个机构在JACS上发文最多？前几名的又都是哪些机构？

3. 2020年，个人发文量方面，独占鳌头的是谁？位列前几的又都是哪些大神？

4. 2020年，全年的JACS文章关键词方面，出现频次最多的是哪个关键词（是否可以认为JACS偏爱某个方向？）？

5. 最后，我们将重点阐述，2020年JACS上被引次数排名前十的文章。

希望通过今天的深度剖析，能够给大家以启发，大家都能多发JACS。(注：此文所有的统计数据，都是基于Elsevier旗下的Scopus数据库。)

总发文量

2020年，JACS全年共发文2535篇，比2019年多了80篇，看来疫情并没有阻止全球科研人前进的脚步。文献类型中，“Article”共2493篇，“Review”仅42篇。

发文归属地区

2020年，在JACS上发文量中，归属地区出现最多的国家，毫无悬念，是“United States”，全年共出现了1212次，几乎占据了JACS全年发文量的一半，数量之大，令人咂舌。排在第二位的是“China”，共774次，与美国差距不算太大；与此同时，相比于2019年，“China”的字眼，2020年多出现了75次；另一方面，排在第三位的是“Germany”，但仅有247次，“China”几乎是“Germany”的3倍。由此可见，这些年国人的科研水平，确实一直在稳步上升，这也是综合国力提升的表现。(其他排名详见图1)

图1 JACS 2020年发文量归属地区出现次数排名

发文归属机构

2020年，JACS发文归属机构中，出现次数最多的“Chinese Academy of Science”，即中国科学院，共出现200次；第二位的是“Ministry of Education China”，也即“中国教育部”，共115次。大学方面，全年在“JACS”上发文量最多的大学是“美国西北大学”，共103篇，排在第三位。中国大学方面，排在最前面的“中国科学技术大学”和“天津大学”，全年共发文43篇，北京大学紧随其后，共42篇。值得注意的是，发文量总数排名前十名中，来自中国的机构，总共4个，可见中国在科研上的重视程度。(其排名详见图2)

JACS年度数据剖析！被引前10的文章中，竟有9篇来自中国，这个领域最受追捧......

图2 JACS 2020年发文量归属机构出现次数排名

个人发文量

2020年，个人发文量在JACS上独占鳌头的是，来自美国加州大学洛杉矶分校、美国科学院院士Houk, K.N. 院士，全年共发文22篇，数量之大、质量之优，我等只有羡慕的份儿。令人诧异的是，Houk, K.N. 院士的研究方向还是理论和计算有机化学，功力深厚，实属大牛。排在第二的是，美国西北大学的Farha, O.K. 教授，全年共17篇。值得注意的是，个人发文量排名前十中，来自美国的共6人，来自中国的仅有两人，一个是“Li，X.”（同名的很多，无法确定其来源），另一个是来自于浙江大学的黄飞鹤教授，全年共发表10篇JACS。(其他排名详见图3)

图3 JACS 2020年个人发文量排名

关键词出现频次

去除与研究方向无关的关键词，2020年JACS全年发文的关键字出现频次中，出现最多的是“Controlled Study”即对照研究，由此可知，单一研究点的文章很难登上JACS顶刊。第二、三位的分别是“Chemical Structure”和“Synthesis”(频次分别为838和593)，也就是化学结构和合成，可看出JACS还是偏爱接收合成类且有结构解析、应用分析类的文章。紧接着的便是“Catalysis”，达到593次，看来“催化”类文章还是一如既往地广受欢迎。(其他关键词频次详见图4；词云图中，字体越大，表示出现频次越大)

由于发文量众多，这里我们将仅选取2020年JACS上所发表的文章中，被引次数排名前十(被引次数按照Scopus数据库上的排名选定)的进行深度解析，以供大家学习和交流。

在甲基化聚合物供体和溴化受体之间零最高占据分子轨道偏移处具有高效空穴转移的高效聚合物太阳能电池

在主体和受体之间的小前沿分子轨道偏移处实现有效的电荷转移，是实现高性能聚合物太阳能电池(PSCs)的关键。在这里，来自中国科学院和苏州大学的李永舫等人，合成了一种新的宽带隙聚合物供体PTQ₁₁和一种新的低带隙受体TPT₁₀，并报道了一种具有零HOMO(最高占据分子轨道)偏移量(ΔE_HOMO(D-A))的高功率转换效率(PCE)的PSC (PCE = 16.32%)。TPT₁₀是一溴取代的Y6衍生物，与Y6相比，其最低未占据分子轨道能级(E_LUMO)上升了−3.99 eV，E_HOMO上升了−5.52 eV。PTQ₁₁是低成本聚合物供体PTQ₁₀的衍生物，其喹恶啉基上有甲基取代基，E_HOMO较PTQ₁₀上移−5.52 eV，分子结晶更强，空穴输运能力更好。基于PTQ₁₁-TPT₁₀的PSC具有高效的激子离解和空穴转移，因此，尽管供体PTQ₁₁和受体TPT₁₀之间ΔE_HOMO(D-A)值为零，但其PCE为16.32%，V_oc为0.88 V, J_sc为24.79 mA cm^-2, FF为74.8%。PCE为16.32%，是PSCs中效率最高的一种。结果证明了具有零ΔE_HOMO(D-A)的PSCs具有高效空穴转移和高效率的可行性，这对理解PSCs的电荷转移过程和实现高PCE具有重要价值。

High Efficiency Polymer Solar Cells with Efficient Hole Transfer at Zero Highest Occupied Molecular Orbital Offset between Methylated Polymer Donor and Brominated Acceptor. Journal of the American Chemical Society 2020 142 (3), 1465-1474. DOI: 10.1021/jacs.9b09939

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b09939

通过几何和电子工程促进单个铁活性位点的氧还原：氮磷双配位

原子级分散的过渡金属活性位点，由于在催化领域表现出良好的性能，并有潜力作为基础认识的理想模型，现已成为重要的研究领域之一。然而，这些活性位点的制备和测定仍然是一个挑战。碳-、氮-配位金属位点(M-N-C, M = Fe, Co, Ni, Mn, Cu等)的结构工程通过新的杂原子，如P和S，仍然具有挑战性。在这里，来自华中师范大学的邱明&上海交通大学的庄小东&南昌大学的袁凯和陈义旺等人，利用尖端技术开发并测定了嵌入氮、磷双配位铁活性位点(Fe-N/P-C)的碳纳米片。实验和理论结果表明，N和P双配位铁位点有利于氧中间体吸附/解吸，加速反应动力学，具有良好的催化氧还原活性。这项工作不仅为制备定义明确的单原子活性位点以提高催化性能提供了有效途径，而且为双配位单金属原子位点的识别奠定了基础。

Boosting Oxygen Reduction of Single Iron Active Sites via Geometric and Electronic Engineering: Nitrogen and Phosphorus Dual Coordination. Journal of the American Chemical Society 2020 142 (5), 2404-2412. DOI: 10.1021/jacs.9b11852

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b11852

非π共轭物种的均匀排列增强了深紫外光学非线性

小尺度激光应用和操作阵列的精度受到所谓的200 nm壁的限制，而突破则依赖于在紫外线和深紫外线区，发现具有透明度和相位匹配性的新材料。在此，来自北京师范大学的吴黎明&陈玲等人，在NaNH₄PO₃F·H₂O中发现了前所未有的不对称非π共轭物种[PO₃F]的排列，允许最佳均匀的P-F键取向，从而显著增强(010)面内各向异性，在磷酸盐和氟磷酸盐家族中产生迄今为止最大的双折射(obv.: 0.053)。该物质通过入射Yb:KGW飞秒激光器直接倍频产生二次谐波激光器，该激光器位于合成的(010)片上，尺寸为14×10×2.1 mm³。根据计算的折射率色散曲线，最短的二次谐波(SHG)波长估计为194 nm，是磷酸盐和单氟磷酸盐中最短的。这些发现可能有助于设计其他高性能非π共轭深紫外光非线性光学材料。

Uniform Alignment of Non-π-Conjugated Species Enhances Deep Ultraviolet Optical Nonlinearity. Journal of the American Chemical Society 2019 141 (20), 8093-8097. DOI: 10.1021/jacs.9b03858

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b03858

利用原子级分散双原子催化剂应对氮还原反应中电催化剂的活性和选择性挑战

开发高效的固氮催化剂，变得越来越重要，但由于缺乏稳定的设计标准来解决活性和选择性问题，目前仍具有挑战性，尤其是电化学氮还原反应(NRR)。在这里，来自南京理工大学的张胜利&波多黎各大学的Zhongfang Chen&北京化工大学的黄世平等人，通过大尺度密度泛函理论(DFT)计算，报道了一种基于描述符的设计原理来探索二维(2D)双原子催化剂(BACs)的更大的组成空间，即二维扩展的酞菁(M₂-Pc或MM’-Pc)上的金属二聚体，在酸性条件下转向NRR方向。研究者对同核(M₂-Pc)和异核(MM’ -Pc) BACs进行了采样，并以N₂H*吸附能作为活性描述符，构建了BACs的活性图，使有希望的候选催化剂数量从900多个减少到100个以下。这一策略让研究者很容易地识别出3个同核和28个异核BACs，这可以打破金属基的活性基准，以获得有效的NRR。特别是，利用H*和N₂H*的自由能差作为选择性描述符，研究者筛选出了Ti₂-Pc、V₂-Pc、TiV-Pc、VCr-Pc和VTa-Pc五种体系，它们都表现出较强的抑制竞争性析氢反应(HER)的能力，极限电位分别为−0.75、−0.39、−0.74、−0.85和−0.47 V。这项工作不仅拓宽了研究者发现更高效的BACs用于N₂固定的可能性，而且为NRR电催化剂的合理设计提供了一种可行的策略，为NRR等电化学反应的快速筛选和设计高效BACs铺平了道路。

Tackling the Activity and Selectivity Challenges of Electrocatalysts toward the Nitrogen Reduction Reaction via Atomically Dispersed Biatom Catalysts. Journal of the American Chemical Society 2020 142 (12), 5709-5721. DOI: 10.1021/jacs.9b13349

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b13349

通过选择性原子取代尖晶石氧化物中四面体位置的价键工程来高度增强析氧催化作用

目前，单/双过渡金属(3d-M)氧化物作为析氧反应(OER)催化剂，在实际应用中面临的一个主要挑战是电化学过程中的高过电压。在这里，来自香港理工大学的罗欣&Limin Zhou&黄海涛等人，通过理论计算表明，Fe比Ni和Co在四面体位置的能量更有利，这可以进一步调节二元NiCo尖晶石氧化物的电子结构，从而优化OER中间体的吸附能，提高电子导电性，从而提高其OER性能。研究者对合成的氧化镍催化剂的X射线吸收光谱研究表明，Fe优先掺杂到晶格的四面体位置，在八面体位置(OER的活性位点)上诱导了高比例的Ni³⁺和Co²⁺。因此，该材料在10 mA cm^-2时的超低过电位为201 mV cm^-2, Tafel斜率为39 mV dec^{– 1}，显着提高了OER性能，这比最先进的镍钴基催化剂优异得多。

Yan Liu, Yiran Ying, Linfeng Fei, Yi Liu, Qingzhao Hu, Guoge Zhang, Sin Yi Pang, Wei Lu, Chee Leung Mak, Xin Luo, Limin Zhou, Mingdeng Wei, and Haitao Huang. Journal of the American Chemical Society 2019 141 (20), 8136-8145. DOI: 10.1021/jacs.8b13701

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b13701

金属中心工程能级：Ru单原子位点高效和持久的氧还原催化

单原子位点催化剂作为多相催化研究的新前沿，引起了人们的广泛关注，为氧还原电催化研究带来了新的机遇。尽管近年来取得了相当大的进展，但大多数报告的SSC要么活性不足，要么稳定性不理想，这严重阻碍了它们的实际应用。在此，来自浙江大学的何庆刚&加拿大滑铁卢大学的陈忠伟&中国科学院长春应用化学研究所葛君杰&邢巍等人，展示了一种新型Ru-SSC，具有适当的吸附自由能OH*(ΔG_OH*)，具有良好的活性和较低的Fenton反应活性，以保持长期稳定性。Ru-SSC的氧还原反应转化率为4.99 es^-1位点^-1，远远超过了Fe-SSC的最高转化率(0.816 es^-1位点^-1)，这是Ru通过自发的OH结合调节能级的结果。此外，Ru-SSC对Fenton反应活性有很大的抑制作用，直接观察到活性氧的生成受到抑制，因此赋予Ru-SSC更优越的稳定(经历20 000周期只有17个mV的变化)，相比于比Fe-SSC(31 mV)。Ru-SSC在实际燃料电池装置中的良好活性和稳定性进一步验证了其实际应用。

Meiling Xiao, Liqin Gao, Ying Wang, Xian Wang, Jianbing Zhu, Zhao Jin, Changpeng Liu, Hengquan Chen, Gaoran Li, Junjie Ge, Qinggang He, Zhijian Wu, Zhongwei Chen, and Wei Xing. Journal of the American Chemical Society 2019 141 (50), 19800-19806. DOI: 10.1021/jacs.9b09234

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b09234

原子级分散的Pt₁ -多金属氧酸盐催化剂：金属-载体相互作用如何影响稳定性和氢化活性?

与纳米结构的金属催化剂不同，负载型单原子催化剂(SACs)只包含原子级分散的金属原子，这暗示了更显著的金属载体效应。在这里，来自加州大学洛杉矶分校的Philippe Sautet&新加坡南洋理工大学的颜宁等人，以一系列多金属氧酸盐负载的Pt催化剂为例，定量研究了Pt原子在氧化物载体上的稳定性以及Pt -载体相互作用对催化性能的影响。在这整个系列中，研究者发现Pt原子更倾向于停留在一个多金属氧酸盐分子的4重中空位，获得耐烧结Pt SACs的最低吸附能为5.50 eV，这与大块Pt金属的结合能完全吻合。研究者进一步比较了它们在几种加氢反应中的催化性能，并利用密度泛函理论(DFT)模拟了丙烯加氢反应的反应路径。实验和理论方法都表明，尽管Pt₁-衬底的相互作用是不同的，各种Pt₁ -多金属氧酸盐催化剂的反应途径非常相似，它们的有效反应势垒接近，低至24 kJ/mol，表明可以在不影响活性的情况下获得稳定性更好的SACs。DFT计算表明，所有的反应基本步骤只发生在Pt原子上，不涉及相邻的O原子，氢化过程由分子吸附的H₂物种进行。与Pt团簇或表面相比，Pt SACs对H₂的吸附能更弱，从而导致了较小的吸附平衡常数和表观激活势垒，实验结果与理论一致。

Atomically Dispersed Pt₁–Polyoxometalate Catalysts: How Does Metal–Support Interaction Affect Stability and Hydrogenation Activity? Journal of the American Chemical Society 2019 141 (20), 8185-8197. DOI: 10.1021/jacs.9b00486

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b00486

单原子空位缺陷触发MoS₂的高效析氢

缺陷工程广泛应用于过渡金属二卤代烷(TMDs)，实现电、光、磁和催化的调控。空缺是一种极其微妙的缺陷，在一般催化调制中被认为是有效和灵活的。然而，除了浓度外，空位态对催化作用的影响仍不明确。因此，来自北京科技大学的康卓和张跃等人，通过高通量计算，初步得出了一系列析氢反应(HER)的MoS₂模型中硫空位(S-空位)在浓度和分布上的最佳状态。为了实现这一点，研究者采用了一种简单温和的H₂O₂化学蚀刻策略，在MoS₂纳米片表面引入均匀分布的单个S空位。通过对刻蚀时间、刻蚀温度和刻蚀溶液浓度的系统调节，实现了对S空位态的综合调制。在电流密度为10 mA cm^-2时，最佳的HER性能达到了48 mV dec^-1的Tafel斜率和131 mV的过电位，表明单晶S空位优于凝聚型S空位。这归因于更有效的表面电子结构工程以及增强的电输运性能。该策略在一定程度上弥合了理论的精确设计与实验中的实际调制之间的差距，将缺陷工程扩展到更复杂的水平，进一步释放提高催化性能的潜力。

Single-Atom Vacancy Defect to Trigger High-Efficiency Hydrogen Evolution of MoS₂. Journal of the American Chemical Society 2020 142 (9), 4298-4308. DOI: 10.1021/jacs.9b12113

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b12113

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钒催化剂在同结构过渡金属、镧系和锕系金属有机框架上的醇氧化

由于载体在控制活性物质的性质和催化性能方面起着至关重要的作用，因此对催化剂-载体相互作用的理解，一直是多相催化研究中的一个重要挑战。在这里，来自美国西北大学的Omar K. Farha等人，研究者分析了一系列以过渡金属、镧系元素、锕系元素(Zr、Hf、Ce、Th)为载体的等结构介孔金属有机骨架材料(MOFs)作为钒催化剂的载体。通过单晶X射线衍射、漫反射红外傅里叶变换光谱和漫反射紫外-可见光谱测定了，钒物种以单离子方式与MOF节点的氧基团进行配位。然后，研究者以4-甲氧基苯甲醇的有氧氧化反应为模型反应，探讨了这些同构MOFs的衬底作用。研究发现，转化频率与支撑MOF节点上金属阳离子的电负性和氧化态有关，说明这是设计催化剂载体时需要考虑的一个重要因素。

Vanadium Catalyst on Isostructural Transition Metal, Lanthanide, and Actinide Based Metal–Organic Frameworks for Alcohol Oxidation. Journal of the American Chemical Society 2019 141 (20), 8306-8314. DOI: 10.1021/jacs.9b02603

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b02603

操纵Dy(III)-基光致变色配合物的开/关单分子的磁体行为

利用室温光致变色和光磁诱导单分子磁体(SMM)行为在光开关和磁记忆方面具有潜在的应用价值，但在新型大块磁体的开发中仍是一个巨大的挑战。在此，来自青岛大学的王国明等人，利用一系列链配合物[Ln₃(H-HEDP)₃(H2-HEDP)₃]·2H₃-TPT·H₄-HEDP·10H₂O (QDU-1；Ln = Dy (QDU-1 (Dy)), Gd (QDU-1 (Gd)),和Y (QDU-1 (Y))；HEDP =羟乙基二膦酸盐，采用溶剂热法合成了TPT = 2,4,6-三(4-吡啶)-1,3,5-三嗪。所有的化合物都表现出可逆的光致变色和光磁行为，在紫外光照射下，光产生的自由基通过光诱导电子转移(PET)机制诱导。更重要的是，PET过程引起了Dy(III)同系物的磁相互作用的显著变化。在不施加直流磁场的情况下，Dy(III)离子与光生成的O•自由基之间存在较强的铁磁耦合，且磁弛豫非常缓慢，在RT照射下表现出SMM行为。研究者首次在镧系材料中，观察到可逆的RT光致变色和光磁性。本研究通过RT光照射实现了自由基驱动的SMM开/关行为，为光诱导SMM的构建提供了新的策略。

Manipulating On/Off Single-Molecule Magnet Behavior in a Dy(III)-Based Photochromic Complex. Journal of the American Chemical Society 2020 142 (5), 2682-2689. DOI: 10.1021/jacs.9b13461

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b13461

写在后面：令人诧异的是，2020年JACS被引次数前10的文章中，竟有9篇来自中国，且有多篇和单原子催化剂相关，可见国人对单原子催化剂的追捧和狂热。

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/24/da130a5429/

JACS年度数据剖析！被引前10的文章中，竟有9篇来自中国，这个领域最受追捧……

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