设立并有效开展化学课程全英文教学，是建设世界一流学科、培养核心竞争力人才的重要途径。化学课程的全英文教学立足于专业基础知识传授，以拓展学生国际化视野、掌握世界通用的化学语言、在国际舞台展示、交流化学研究成果为宗旨。本文针对非母语环境下的全英文分析化学课程教学的难点，考虑学生在英语语言能力、职业规划，以及化学专业基础与英语基础的匹配度等个性化差异，设计和实施全英文课程教学，探索了具有普适性的化学学科英文教学方法与策略，使学生在国际化的专业课程学习中取得实质性的收获与成长。

碳纤维作为国防、航空航天、轨道交通等领域的关键材料，已被纳入国家战略发展规划。其前体(如共聚聚丙烯腈)的结构组成是影响碳纤维结构与性能的核心因素。然而，我国在碳纤维共聚前体的合成及应用方面仍面临技术瓶颈，亟需通过本科相关教学实验培养具备专业知识与创新能力的复合型人才。目前，本科高分子化学实验课程多以均聚物自由基聚合实验为主，并采用单变量控制的非探究性模式进行。由于实验时长有限、单体种类与比例选择复杂以及仪器条件不足等因素，具有重要应用的共聚物的合成实验难以纳入传统的实验教学中。随着人工智能等数字化技术的快速发展，这一困境有望被突破。本研究设计了一套基于共聚物合成及应用的数字化实验教学方案，通过利用开源数据库训练神经网络，借助人工智能程序预测不同合成策略的结果，学生可在虚拟实验平台上优化相关参数，模拟聚丙烯腈基碳纤维的全流程合成及性能测试，进而指导开展线下探究性碳纤维共聚前体的合成实验，产生的实验数据可上传至平台，用于微调预训练模型，从而逐步提高人工智能模型的预测精度。最终，通过与相关虚拟仿真实验的链接，构建了碳纤维前体“合成–结构–性能–应用”的全流程模块化实验体系，为学生提供了一个系统性、探究性及创新性的数字化综合实验，有效提升了人才培养的质量。

银纳米粒子的合成与表征近年来逐渐被引入化学专业本科教学实验中，具有一定的综合性和前沿性。传统教学中普遍采用化学还原法，使用温和还原剂将银离子还原为银纳米颗粒，常在玻璃容器中配合水浴加热进行反应。但该方法存在试剂利用率低，产物粒径不均、难以精确调控粒子大小等问题，且实验条件可控性差，严重影响实验结果与学生学习体验。为了提升教学效果，本项目设计引入了微流控芯片合成与机器学习指导的综合方案对这个实验进行改进。通过在微流控芯片中控制流速、反应浓度和温度等参数，可提高反应可控性与纳米粒子合成的重复性，显著提高粒径一致性和合成效率；同时，借助机器学习方法对实验数据进行建模与预测，能够辅助学生理解不同反应条件对产物结构的影响，并实现目标产物粒径的可控合成。本实验的教学设计将微流控技术与数据驱动的人工智能方法引入到传统纳米粒子合成教学中，不仅丰富了教学内容，也对学生的操作能力、数据处理能力和问题解决能力提出了更高要求。通过项目实施，能够激发学生对现代化学研究方法的兴趣，帮助其构建对纳米材料化学反应机制更为深入的理解，提升其科学素养与综合创新能力。

为了加速锂硫(Li-S)电池的离子传输和多硫化物的转化，设计了一种兼顾亲锂性和催化活性的CeO₂/g-C₃N₄复合材料。在g-C₃N₄亲锂骨架中，富氮单元作为强亲锂位点，通过与锂离子(Li⁺)之间的路易斯酸碱作用，有效降低了Li⁺迁移能垒，加速了Li⁺的定向传输；而Ce⁴⁺/Ce³⁺氧化还原对则发挥关键催化作用，能够诱导生成硫代硫酸盐，从而构建出一条可逆的硫代硫酸盐介导的多硫化物转化的新路径，显著提升多硫化物的双向转化动力学性能。因此，采用CeO₂/g-C₃N₄修饰Li-S电池隔膜的正极侧，可有效提升多硫化物转化动力学性能，降低电荷转移电阻，进而提升电池的倍率性能和循环性能(1.0C下循环1 000圈，每圈容量衰减率仅为0.049%)。