采用两步水热法制备了BiSbO₄/BiOBr复合材料，并对其微观形貌、物相结构、化学组成、光学性能、光催化性能进行测试。结果表明：由纳米棒组成的BiSbO₄成功负载到片状BiOBr表面，二者产生的异质结结构不仅拓宽了催化剂的光响应范围还提升了光生电子-空穴对分离效率。其在模拟可见光下的光催化性能都优于单一的BiSbO₄和BiOBr，当BiSbO₄在复合材料中的质量分数为6%时，所制备的复合材料的光催化降解亚甲蓝(MB)性能最佳，其在模拟可见光下照射120 min后对MB的降解率达91.3%，经过4次循环后降解率仍有77.4%。

将有机光化学领域的前沿研究引入到本科实验教学中，以苯甲醛、苯胺和4-异丙基-1,4-二氢吡啶作为起始原料，在温和条件下进行可见光介导的一锅法串联反应，实现了仲胺化合物的制备。实验具有原料廉价易得、反应条件温和、安全性高、操作简单等特点，同时融入绿色化学理念和有机合成方法学的实验探究过程，适用于本科实验教学，可帮助学生在熟练实验操作的同时，增强对光化学反应、一锅法串联反应、自由基反应等知识的理解。本实验将新的科研成果转化为人才培养内容，有助于提高学生的科研创新与实践能力。

4-甲氧基苯甲醛，俗名大茴香醛，广泛应用于药物合成和香水调配等领域。但是传统合成大茴香醛的工艺缺点，导致其合成途径很难适合本科实验教学。本实验在温和且无金属的条件下，通过可见光诱导4-甲氧基苯甲醇来制备大茴香醛，这不仅提供了醇氧化、醛制备的新方法，而且也向学生拓展了光化学和自由基化学等重要知识，为培养具有科研思维和创新能力的新工科人才提供支撑。

重排反应是是本科有机化学教学内容的重点之一。然而，相较于被广泛介绍的离子型重排反应和周环反应，自由基重排反应在大学教学中却介绍很少，这在一定程度上造成了学生知识体系的缺失。本文紧跟学科前沿发展动态，从本科生已具备良好基础的官能团视角出发，分类介绍可见光催化的自由基重排反应。通过挑选既具代表性又易于本科生理解的反应实例来讲述，从机理层面出发深入剖析，实现基础课堂与前沿化学有效融合，在补全教材盲区的同时拓宽了学生的知识视野，激发了他们探索化学奥秘的热情与兴趣。

以Ga₂O₃半导体为前驱体，用浸渍加低温磷化法制备了P掺杂Ga₂O₃表面修饰Ni₂P光催化剂(x-Ni₂P/Ga₂O₃-P_y，x代表Ni²⁺和Ga₂O₃的物质的量之比，y代表NaH₂PO·H₂O与Ga₂O₃的物质的量之比)。5%-Ni₂P/Ga₂O₃-P₆催化剂展现出在纯水中光催化析氢的高活性，在430 nm光照下的光量子效率为0.22%。机理研究结果表明Ni₂P修饰和P掺杂扩展了催化剂的光响应范围，同时提升了载流子分离迁移效率，其长周期光催化反应稳定性明显优于未磷化催化剂。

利用溶胶凝胶法制备出一种三角形Au@TiO₂核壳材料。经过水热晶化，该材料膨胀至300 nm，壳层TiO₂晶化为介孔锐钛矿相，但核心三角形Au颗粒的形貌保持不变。采用粉末X射线衍射(PXRD)、ζ电位、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、热重分析(TGA)、光致发光(PL)光谱、光电流(i-t)以及光催化降解技术，对样品的结构和性能进行了系统、详细的检测与分析。经过晶化处理的Au@TiO₂在可见光波段的光降解亚甲蓝性能比未晶化时有了显著的提升, 1 mg·mL^-1 Au@c-TiO₂可以在可见光照射1 h后实现对60 mg·L^-1亚甲蓝全降解。电子顺磁共振(EPR)测试表明·O₂^-和·OH两种自由基对光降解起到了很大作用。通过综合分析实验结果和时域有限差分(FDTD)分析，探究了催化反应的机理。

为有效拓展现阶段本科有机化学教学实验开设的范围，让学生了解学科前沿研究热点与新合成技术，本实验以异喹啉酮生物碱的光化学合成为导向，将有机光化学和连续流动化学融合运用于本科实验教学。本实验选择氮化碳半导体材料作为非均相光催化剂，氧气作为绿色、经济的氧化剂，在可见光介导下实现异喹啉酮生物碱的合成。实验主要由间歇光反应和连续流光反应合成异喹啉酮生物碱以及合成高附加值天然产物corydaldine三部分组成，涉及搭建简易连续流光化学反应装置、反应监测、分离纯化、产物表征等多个重要环节，指导学生认识光化学反应知识，也让学生熟悉微量有机反应中薄层分析法、柱层析及相关仪器的操作，并将所学的红外、核磁共振波谱法等理论知识运用到产物的结构分析中，提升学生的主观能动性、综合实践能力和环保意识。本创新实验竞赛项目符合实验绿色化、微型化的新理念，适合于在化学化工专业本科生的有机化学实验和综合化学实验中开展，将其转化本科实验教学项目，可充分体现“以赛促建”“以赛促教”“以赛促学”的重要意义。

在为强基计划本科生开展的仪器分析实验课程中，利用交互式电子课件作为实验课程的课前学习材料，将线上学习与线下学习相结合，有针对性地为学生开展高阶学习内容，激发了学生学习的积极性，提高了学生的实验技能，培养了学生的科研创新思维，为本硕贯通仪器分析实验课程提供了建设数字化课程资源的新途径。

随着工业化社会的不断发展，环境问题日益严重。尤其是工业废水问题一直是催化降解领域的研究热点。光催化与高级氧化工艺(AOPs)耦合技术因为具有高效、无选择性、处理条件温和等特点，被认为是一种高效的有机污染物降解技术。本文以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂作为模板，采用简单的水热法制备了钨酸铋(Bi₂WO₆)纳米花。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)技术对其微观形貌、晶相、表面化学元素状态和光学性质进行了表征。为了研究钨酸铋(Bi₂WO₆)纳米花的催化性能，在不同催化体系下降解有机污染物罗丹明B (RhB)，实验发现，于vis/过硫酸盐(PMS)/Bi₂WO₆体系下，40 min内对RhB的去除率高达96.39%，明显优于PMS/Bi₂WO₆ (40 min内去除率为38.77%)和vis/Bi₂WO₆ (40 min内去除率为31.82%)体系，表明可见光照射和PMS的协同作用加速了Bi₂WO₆对RhB降解的催化活性。此外，还研究了催化剂剂量、PMS浓度、pH值和离子浓度等环境参数对催化体系催化性能的影响。结果表明，环境参数对vis/PMS/Bi₂WO₆系统中RhB的去除率影响不大，RhB的去除率也高达90%。相反，环境参数对vis/PMS/Bi₂WO₆体系下催化降解率(K)有明显影响，K值会随着催化剂剂量和PMS浓度的增加而增大。在pH不同环境下，K值会随着催化体系中pH值的升高，先增大后减小。当催化体系中的pH = 7时，催化降解率达到最大值(0.1502 min⁻¹)。有趣的是，体系中Cl⁻的存在有利于提高催化降解效率。相反，体系中CO₃²⁻的存在会明显抑制催化降解效率。循环实验的结果也验证了催化剂在降解有机染料方面具有良好的稳定性。此外，淬灭实验和EPR测试结果表明，超氧自由基(•O− 2)和单线态氧(¹O₂)对有机污染物的降解起着重要作用。Bi₂WO₆在vis/PMS协同催化体系中的优异催化活性得益于其显著的可见光响应下光催化活性和铋离子对PMS的超强活化能力。

在能源短缺和环保优先的背景下，光催化制氢是将太阳能转化为化学能的重要途径之一。有效提高光生载流子的分离效率对于设计具有优异析氢活性的光催化剂至关重要。本研究采用一步原位水热法构建了由Cd_0.5Zn_0.5S纳米棒和Ti₃C₂ MXene纳米片组成的二元异质结光催化剂。当Ti₃C₂ MXene的含量为0.5 wt% (质量分数)时，光催化产氢的最大速率为15.56 mmol∙g⁻¹∙h⁻¹，是纯Cd_0.5Zn_0.5S的2.56倍。经过5次催化循环后，光催化活性没有显著下降。该材料在350 nm紫外光下展现出最高的AQE为18.4%。此外，基于X射线光电子能谱(XPS)、原位光照XPS、飞秒瞬态吸收光谱、密度泛函理论(DFT)计算和光催化活性实验，我们提出了MXene/Cd_0.5Zn_0.5S复合材料的电荷转移和光催化制氢机理。我们的研究表明，引入不含贵金属的MXene材料可以有效地帮助光生电子的转移。这项工作展示了MXene材料在构建高效低成本的制氢光催化剂方面的潜力。