Polyhedral bismuth vanadate (BVO) material was prepared using a straightforward hydrothermal method, and then a small-sized AgNi bimetallic co-catalyst was synthesized in situ on the surface of the polyhedral BVO through a chemical reduction method. The photocatalytic performance of the catalyst was studied. The physicochemical properties of the prepared AgNi/BVO material were characterized through various techniques, including X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), photoluminescence (PL) spectroscopy, and nitrogen adsorption-desorption analysis. The results indicated that AgNi bimetallic co-catalysts were extensively loaded onto the unique morphology of BVO polyhedra, significantly increasing the metal attachment sites. Simultaneously, the AgNi loading also improved the crystallinity of BVO. The silver surface plasmon resonance effect, in conjunction with the nickel's lattice interface effect, enhanced the BVO catalyst's absorption of visible light and improved the separation of photo-generated electrons, thereby increasing the photocatalytic activity. Photocatalytic degradation experiments using MB (methylene blue) as a model pollutant demonstrated that when the ratio was 3:1, AgNi/BVO exhibited the highest catalytic activity, with a reaction rate of 5.4 times higher than that of BVO under visible light irradiation. This photocatalyst retained excellent photocatalytic activity even after four cycles of use.

可再生能源驱动的电催化水裂解是获取绿氢的重要途径，但受到缓慢的阳极析氧反应(OER)限制。使用热力学有利的5-羟甲基糠醛氧化反应(HMFOR)代替OER的电解水制氢耦合氧化策略提供了一种降低制氢能耗的有效策略，同时可以生产高附加值的有机含氧化合物，如2, 5-呋喃二甲酸(FDCA)。在该领域，大量工作集中于催化剂工程以获得更好的催化活性和产物选择性。然而，很少有研究关注到5-羟甲基糠醛(HMF)的规模化氧化制备FDCA。为此，我们合成了一种镍钒水滑石(NiV-LDH)催化剂用于高效HMFOR，在1.52 V vs. RHE (可逆氢电极)下，电流密度100 mA∙cm⁻²时FDCA的法拉第效率高达94.6%。与OER相比，HMFOR将对应的氢气生产速率提高了两倍。作为概念验证，我们使用流动反应器展示了连续且可规模化的HMFOR，在10 A条件下，实现了94.8%的高HMF单程转化率和98.5%的高FDCA选择性。

本综合化学实验以三氯化钒和六亚甲基四胺为原料，采用模板辅助的热处理和氮化法将纳米尺度的氮化钒粒子与氮掺杂碳片复合形成具有异质结构的复合材料，同时对其电催化氮还原性能进行了测试。实验内容包含无机化学、物理化学、分析化学等多学科知识和实验操作，结合科学研究前沿，在激发学生学习兴趣、提高学生应用能力的同时，培养学生的学科素养、科研创新能力和社会责任感。

以去离子水为绿色溶剂，Ni (NO₃)₂·6H₂O为镍源，NH₄VO₃为钒源，通过碳酸钠溶液调节沉淀pH值，正丁醇干燥提高比表面积及颗粒分散度，采用改进的共沉淀法制备了相对廉价的钒酸镍负极材料(NVO-NBA)。通过对其微观形貌、比表面积、孔径大小及表面元素分布进行测试，探究了改进共沉淀法对钒酸镍电极材料织构性质的影响。结果表明，沉淀过程中溶液pH值的精准调节及后续加入表面张力较小的醇类溶剂的干燥方式对材料的比表面积、孔径大小、微观结构及颗粒分散度有显著的影响，其中在pH=8的条件下沉淀、后续加入正丁醇辅助干燥得到的样品NVO-8-NBA具有最大的比表面积(86 m²·g^-1)，同时材料形貌为分散度较高、直径较小的球形纳米颗粒。加入乙醇、正丁醇、正己醇等醇类溶剂进行后续干燥得到的钒酸盐材料比表面积均比未加醇处理的样品显著提高，而正丁醇处理的样品效果最好，表明表面张力较小的醇类溶剂可以有效保护共沉淀过程生成的孔道体系，并可使颗粒分散更均匀，同时醇类的碳链长度对其性质也具有显著的影响。未加醇处理的样品NVO-8比表面积仅为20 m²·g^-1，形貌为聚集的大块状。将制备的钒酸镍材料作为锂离子电池的负极材料，其在0.3 A·g^-1的电流密度下，NVO-8-NBA的首圈放电容量可以达到1 519 mAh·g^-1，而NVO-8仅为536 mAh·g^-1。NVO-8-NBA在0.3 A·g^-1的电流密度下循环100次后容量保持在223 mAh·g^-1，而NVO-8仅为70 mAh·g^-1且仍有继续下降的趋势。