In this study, ZnSnO₃/NiO heterostructures were synthesized using a co-precipitation method followed by an annealing process. The gas-sensitive characteristics of the sensors based on these samples were evaluated. The results indicate that the sensor performance was optimized when the molar ratio of Ni to Zn was 1∶2. Specifically, the response values of the ZnSnO₃/NiO-2-based sensor to 100 μL·L^-1 triethylamine (TEA) gas at 220 ℃ reached 70.6, which were 6.1 times higher than that of the pure ZnSnO₃ based sensor. The findings demonstrate that ZnSnO₃/NiO heterostructures exhibited not only short response and recovery times (1 s/18 s) but also good gas selectivity, repeatability, and long-term stability. The enhanced sensing mechanism has been investigated in detail.

基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)，研究了羟基化SiO₂(001)晶面负载Co_n(n是钴原子的数目，n=1~6)材料[Co_n/SiO₂(001)]的结构、电子性质和CO反应活性，其中n=1时代表Co单原子，n=2~6时代表n个Co原子组成的Co_n团簇。结果显示，Co₅/SiO₂(001)的结合能(E_{b-Co5/SiO2(001)})最高为1.88 eV，表明Co₅团簇负载在SiO₂(001)晶面上最稳定。在Co_n/SiO₂(001)结构中，E_{b-Con/SiO2(001)}与平均Bader电荷(Q_ave-Bader)之间呈现出线性关系(y=0.11x-0.23)，随着Co_n团簇向SiO₂载体转移的Q_ave-Bader值增大，E_{b-Con/SiO2(001)}增强，结构稳定性提高。随着Co_n团簇的增大，d带中心能量逐渐远离费米能级，其中Co₅/SiO₂(001)的d带中心能量最低为-0.96 eV。在Co₃/SiO₂(001)催化剂上，CO活化的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.39 eV；Co₅/SiO₂(001)的最佳路径为CO*→C*+O*，有效能垒为1.19 eV；Co₅团簇的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.72 eV。这说明Co₅团簇负载在SiO₂(001)晶面上更有利于CO活化。通过差分电荷和晶体轨道哈密顿布居(COHP)分析可得，在Co₃/SiO₂(001)-CO、Co₅/SiO₂(001)-CO和Co₅-CO结构中，Co向C转移的电子数分别为0.20、0.15和0.24，Co—C键的集成COHP(ICOHP)值分别为-1.46、-0.91和-1.70 eV。在Co₅-CO和Co₃/SiO₂(001)-CO中，C与Co的相互作用强于Co₅/SiO₂(001)-CO，这种强相互作用不利于CO的活化。

A composite catalyst (Ni-NiO@CN) with nickel-nickel oxide (Ni-NiO) loaded on two-dimensional g-C₃N₄ (CN) was successfully constructed by hydrothermal coupled pyrolysis. The Ni-NiO nanostructure served as the methanol oxidation reaction (MOR) active center, and the N-rich CN matrix promoted electron transfer and effectively protected the active components from shedding through physical isolation. Ni-NiO@CN-500, obtained by calcination at 500 ℃, exhibited the highest activity with the current density of 164 mA·cm^-2 at 1.67 V (vs RHE) in the alkaline medium. Furthermore, the current density of Ni-NiO@CN-500 could be maintained at 154.9 mA·cm^-2 (94.5% of its initial value) in the CO-saturated alkaline methanol electrolyte, significantly outperforming commercial Pt/C catalysts.

采用固相研磨法，制备了一系列h-MoO₃/SiO₂催化剂，这些催化剂用于季戊四醇(PER)和异辛酸(i-EHA)反应，合成季戊四醇异辛酸酯(POE)，并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、N₂吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对催化剂进行表征测试。结果表明，h-MoO₃负载量为15%的(200)晶面择优取向的h-MoO₃/SiO₂是合成POE的优良催化剂。适宜的反应工艺条件(n_i-EHA/n_PER=4.3，m_h-MoO3/SiO2/m_PER=0.003，T=220℃，t=4 h)下，酯化率可达90.83%，POE的选择性可达100%。

近中性锌-空气电池具有对锌负极良好的沉积/剥离相容性和对空气中二氧化碳的化学稳定性，在长循环方面展现出极高的应用前景。然而，液态电解质固有的水分挥发问题和可穿戴设备所需的柔性等需求，限制了这一体系的实际应用。本研究复合了具有高离子电导率和机械强度的聚丙烯酰胺聚合物骨架、具有丰富硅羟基的保水添加剂气相SiO₂和对二氧化碳稳定的近中性电解液，制备了气相SiO₂复合水凝胶聚合物电解质(SiO₂-HPE)。所合成的SiO₂-HPE聚合程度高，表面孔道丰富且元素分布均匀。SiO₂表面丰富的硅羟基通过改变HPE中的氢键网络，加强了对水分子的束缚，SiO₂-HPE因此展现出了良好的保水性、优异的机械性能和较高的离子电导率，是一种理想的柔性锌-空气电池电解质。基于SiO₂-HPE组装的近中性锌-空气电池，在相对湿度为30%的条件下，循环寿命可达200 h。此外，基于SiO₂-HPE的柔性近中性锌-空气电池器件在弯曲和剪切等特殊条件下都展现出优异的性能，并且可作为电源为不同的用电器供电，是一种极具潜力的下一代电化学储能器件。

本实验旨在设计新型固定相以实现各种分析物的高效分离并应用于教学实验。在二氧化硅微球的表面修饰上共价有机框架，合成具有核壳结构的复合材料(SiO₂@COF_ETTA-Td)，并将其作为混合模式固定相用于高效液相色谱分离。得益于共价有机框架的优异性质，SiO₂@COF_ETTA-Td填充柱在分离烷基苯类、苯胺类和磺胺类等物质中表现出高柱效和优异的分离度，并成功应用于邻苯二甲酸酯类、抗癫痫药物和PM_2.5中多环芳烃类物质的分离，这进一步证明SiO₂@COF_ETTA-Td固定相在复杂生物样品的分离分析潜力。通过这个实验，学生可以熟练掌握高效液相色谱的操作，加深巩固色谱相关理论，了解核壳型固定相分离原理并提高他们的科研思维和创新能力。

利用太阳能制氢(H₂)技术是实现碳中和目标的关键策略，但是设计最优异质结构光催化剂仍面临重大挑战。本研究首次在溶剂热过程中成功实现了高度分散的黑色NiO团簇与ZIS微球的自组装。所构建的NiO/ZIS S型异质结构复合材料可提供更多活性位点用于可见光驱动光催化产氢(PHE)反应。最优样品2-NiO/ZIS表现出2474.0 μmol g⁻¹ h⁻¹的最佳产氢速率、36.67%的最高表观量子产率(AQY)以及优异的结构稳定性。此外，NiO/ZIS复合材料在天然海水中也展现出高产氢活性。通过原位X射线光电子能谱(XPS)、水相时间分辨光致发光光谱(TRPL)和瞬态吸收光谱(TAS)等先进表征技术，系统评估了催化剂的电荷分离行为。实验分析与理论计算结果共同阐明了NiO/ZIS的S型电荷转移机制。提升的PHE活性源于黑色NiO团簇与ZIS之间的协同效应，包括增强光捕获能力、加速载流子传输与分离、保持高氧化还原能力以及改善表面反应动力学。本研究为构建具有光热效应的S型异质结构复合材料提供了新思路。