采用溶剂热合成方法，合成了一种新型金属配位聚合物{[Zn₂(L)(H₂O)(DMA)]·DMA·2.3H₂O}_n (1)，其中L^4-为完全脱去质子的N，N'-二(4-羧基苄基)-5-氨基间苯二甲酸，DMA为N，N-二甲基乙酰胺。单晶X射线衍射结果显示，该配合物属于三斜晶系，空间群为P1，a=0.989 6(5) nm，b=1.370 5(5) nm，c=1.382 1(5) nm，α=80.067(5)°，β=76.729(5)°，γ=76.611(5)°，结构是由二维金属有机层通过π…π相互作用而扩展成的三维超分子骨架。红外光谱验证了锌离子与L^4-配体成功配位。粉末X射线衍射(PXRD)实验证实了配合物1具有较高的纯度。热重分析结果显示配合物1在室温至416.9 ℃区间内具有较好的热稳定性。在273 nm的激发光下，配合物1在437 nm处有较强的荧光发射，可以在30 s内快速检测乙醇溶液中的炭疽生物标志物——吡啶-2，6-二甲酸，具有选择性高、抗干扰能力强、检测限低(约为15 μmol·L^-1)等特点。结合PXRD图和紫外可见吸收光谱揭示了其检测机理为晶体骨架坍塌而诱导的荧光猝灭。

利用两种能带结构相匹配的半导体设计异质结，是实现太阳能驱动光催化制氢的重要策略之一。特别是S型异质结能够显著加速光生载流子的空间分离和迁移，同时保持较强的氧化还原能力。本文采用化学气相沉积工艺成功合成了红磷(RP)修饰的CeO₂(CeO₂/RP)的分级S型复合材料。在模拟太阳光照射下，优化的CeO₂/RP S型异质结表现出了高效的光催化产氢速率，达到297.8 μmol∙h^-1∙g^-1，分别是纯CeO₂和RP的8.8倍和5.7倍。这种高效的光催化制氢能力主要归因于界面上P—O—Ce键的存在，提供了有效的电荷转移通道，以及CeO₂和RP之间形成的内置电场。光生电荷转移路径遵循S型机制，内建电场促使CeO₂导带上的光生电子与RP价带上的光生空穴复合，从而使具有较高氧化还原电位的光生电子和空穴分别保留在RP的导带和CeO₂的价带上。这项工作为开发具有优异光催化制氢性能的S型异质结光催化系统提供了新的见解和方法。

微色谱柱离子交换色谱法对学生操作规范化与熟练度要求较高。本文探索用机器视觉捕捉实验者柱上操作过程中时序行为数据的方法，并构建详尽的实验变量数据库。结合实验直接获取的数据，运用机器学习挖掘数据背后的规律，并基于数字孪生技术实时监测操作过程，以识别误差来源和影响结果稳定性的关键因素。设计成教学实验，培养学生应用数字化技术解决分析化学实验问题的能力。

发展可持续的光催化技术，以实现生物质向高附加值化学品和清洁燃料的高效转化，是应对全球能源与环境危机有效途径。本研究通过原位生长法构建了一种新型一维/二维(1D/2D)In₂O₃/ZnIn₂S₄ S型异质结光催化剂。该设计巧妙结合棒状In₂O₃与片状ZnIn₂S₄，促进定向电荷传输并提供高密度活性位点。因此，优化后的In₂O₃/ZnIn₂S₄异质结在420 nm LED光照下对5-羟甲基糠醛(HMF)转化率达81.6%，且对2,5-二甲酰基呋喃(DFF)和2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的选择性高达78.2%。同时，该异质结表现出257.69 μmol g⁻¹ h⁻¹的产氢(H₂)速率。这些结果表明，S型异质结能有效实现空间电荷分离并提升光催化活性，为太阳能驱动的生物质增值与可持续产氢提供了可行策略。