采用六氟磷酸铵(NH₄PF₆)短链配体对CsPbI₂Br钙钛矿量子点进行表面修饰，在钙钛矿吸光层与碳电极之间构建多功能界面层。该方法有效钝化了钙钛矿层的表面缺陷，协同优化了界面形貌。基于该策略的碳基全无机钙钛矿太阳能电池实现了缺陷密度的降低与非辐射复合的抑制，光电转换效率从11.55%显著提升至13.23%，并且未封装器件在低湿环境中储存600 h后仍保持82%的初始效率。

钯前驱体的化学结构及其与配体的协同作用，直接影响原位新生活性Pd(0)中心的构型，进而决定C—C偶联反应的效率，故本研究以[Pd(COD)X₂](COD=1，5-环辛二烯，X=Cl、Br)为钯前驱体、有机膦(PR₃)为调控配体，考察它们对C—C偶联反应催化性能的影响。通过元素分析、红外光谱、核磁共振及理论计算解析前驱体Pd(Ⅱ)中心的化学结构与溶剂稳定性，结合单晶X射线衍射分析反应后催化剂结构，研究前驱体结构在反应中的作用机制。结果表明，PR₃调控的[Pd(COD)X₂]/Pd(0)体系催化效率优于市售trans-[Pd(PPh₃)₂Cl₂]，且呈现明确的配体依赖性(顺序为cis-[Pd(COD)X₂]/Xantphos > cis-[Pd(COD)X₂]/PPh₃ > trans-[Pd(PPh₃)₂Cl₂] > [Pd(COD)X₂])及卤素依赖性([Pd(COD)Br₂] > [Pd(COD)Cl₂])。机理分析显示，PR₃通过富电子膦与Pd(0)配位、大位阻效应抑制其团聚失活；PR₃的构型调控与卤素键强协同影响Pd(0)生成：Xantphos的刚性骨架维持钯中心顺式配位，生成高活性cis-(Xantphos)-Pd(0)，暴露更多活性位点，而PPh₃衍生的中间体易转化为顺反异构体混合物。此外，Pd-Br键能更低、更易断裂，促使[Pd(COD)Br₂]更快生成Pd(0)，产物收率更高。

用基于第一性原理的密度泛函理论方法，对Cs₃Bi₂X₉(X=Cl、Br、I)的光电特性进行理论计算，并系统阐述这3种晶体的表面效应对光电性能的影响。结果表明，3种材料的光学特性由铋原子和卤素原子最外层p轨道上的价电子主导。在可见光区中，材料的吸收峰会随卤素原子序数的增加呈现红移，其中一维结构的Cs₃Bi₂Cl₉表面结构在光吸收能力上尤为特别且敏感；二维结构的Cs₃Bi₂Br₉光吸收能力会受厚度影响；零维结构的Cs₃Bi₂I₉非常稳定，且几乎不受表面特性和晶体厚度的影响。

提高光生载流子的分离效率，进而显著增强光催化剂的氧化还原能力是光催化领域中的一个重大挑战。为了解决这一问题，本文通过水热法成功合成了CeO₂/Bi₁₉Br₃S₂₇ S型异质结催化剂，旨在提升催化剂的光催化性能。CeO₂/Bi₁₉Br₃S₂₇复合材料的合成不仅改善了光生载流子的分离效率，还赋予了催化剂更强的氧化还原能力和更大的驱动力，显著提升了其光催化表现。实验结果表明，CeO₂/Bi₁₉Br₃S₂₇复合催化剂在CO生成方面的产率达到了13.5 μmol g⁻¹ h⁻¹，远高于单一Bi₁₉Br₃S₂₇和CeO₂催化剂的产率，分别是单独Bi₁₉Br₃S₂₇和CeO₂催化剂的5.19倍和2.81倍。这一显著的提升表明，CeO₂/Bi₁₉Br₃S₂₇复合催化剂的光催化性能在CO生成反应中展现出了更强的催化能力。此外，CeO₂/Bi₁₉Br₃S₂₇催化剂在CH₄生成方面的产率为4.3 μmol g⁻¹ h⁻¹，较单独CeO₂催化剂高出3.1倍，较单独Bi₁₉Br₃S₂₇催化剂高出2.7倍，进一步证明了其在CH₄生成反应中的优越表现。这些结果表明，CeO₂/Bi₁₉Br₃S₂₇复合催化剂不仅在CO和CH₄生成速率方面表现出显著的提升，而且其优异的光催化性能表明其在光催化领域中的应用潜力。本研究为改进光生电荷分离效率提供了新的思路，并为未来开发高效光催化材料提供了有价值的参考。通过构建S型异质结结构，可以有效地抑制光生载流子的复合，提高光催化反应的效率，从而为可持续能源的利用提供了新的解决方案。

由于sp³ C–H键的反应惰性，甲苯转化为高附加值的苯甲醛仍面临巨大挑战。本研究采用原位生长法精确构建了MA₃Bi₂Br₉/g-C₃N₄异质结，并采用O₂分子作为绿色氧化剂进行甲苯选择性氧化研究。能带结构分析和先进表征技术证实该异质结遵循S型机制，从而产生强氧化还原能力的光生电子-空穴对，并为生成关键活性氧物种·O₂^–提供强大驱动力。优化后的20%MA₃Bi₂Br₉/g-C₃N₄复合材料展现出优异的甲苯转化率和产物选择性，在4 h内达到27.4%的甲苯转化率和94.2%的苯甲醛选择性。本研究为未来开发新型异质结光催化剂用于碳氢化合物向高值化学品的转化提供了普适性策略。