本文采用静电纺丝与水热法相结合的策略，成功制备了具有双功能的TiO₂/CdIn₂S₄ S型异质结光催化剂，用于耦合产氢与香兰醇(VAL)选择性氧化为香兰醛(VN)。实验结果表明，含0.5 wt% CdIn₂S₄的复合材料表现出最佳光催化性能，其产氢速率达403.36 μmol g⁻¹ h⁻¹，同时VAL转化率为90.99%。实验与密度泛函理论(DFT)计算证实，S型异质结结构可有效促进光生电荷的迁移与分离，显著提升电荷分离效率。在该体系中具有更强氧化能力的光生空穴被保留下来，用于催化VAL转化为VN，而具有更强还原能力的电子则用于光催化产氢反应。本研究提出了一种将光催化产氢与有机化合物选择性转化相结合的新策略，为开发高效太阳能驱动的新型光催化系统提供了创新思路。

面向“双碳”目标下能源开发与碳减排的协同需求，针对物理化学课程传统相图知识教学“重理论、轻应用”的问题，本文基于“可燃冰开采与CO₂封存”这一国家重大战略课题，构建“理论知识-技术应用-课程思政”三位一体教学框架：通过解析CO₂和CH₄水合物相平衡曲线与CO₂气液相平衡曲线，阐明CO₂置换法开采可燃冰及CO₂封存技术的热力学、动力学机制，横向对比可燃冰开采与应用技术现状，紧跟科学研究发展前沿，引导学生挖掘“碳封存技术的地缘政治意义”等思政议题。通过对接相图理论与国家战略需求，探索物理化学理论教学与课程思政深度融合的教学实践创新，强化学生对多相平衡原理的工程应用认知，培养学生在能源绿色转型中的创新思维与责任担当，为“新工科”背景下化工专业课程改革提供参考路径。

钼基MXenes在电化学生物分子传感、电催化和能源储存等领域具有重要应用潜力。然而，制备钼基MXenes的传统方法是使用强腐蚀性HF溶液刻蚀Mo基MAX相(三元层状碳化物)制得，实验危险性高、制备周期长。本文提出通过路易斯酸熔盐法选择性刻蚀Mo₂Ga₂C前驱体制备Mo₂CT_x MXene，降低危险性并大幅提升制备效率，并研究了刻蚀温度和保温时间对Mo₂CT_x MXene物相和微观结构的影响。研究表明，使用HF无法完全刻蚀Mo₂Ga₂C前驱体制得高纯度Mo₂CT_x MXene，而熔融盐法在600 ℃下仅需30 min即实现完全刻蚀。此外，熔融盐法制备的Mo₂CT_x MXene在碱性电解液中具有优异的电催化析氢(HER)电催化活能，并具有长期稳定性，在10 mA∙cm⁻²的电流密度下有着较低的过电位和Tafel斜率，分别为114 mV和124 mV∙dec⁻¹。