本研究中，利用9，10-菲醌(C₁₄H₈O₂，1)和菲二酚钠(C₁₄H₈O₂Na₂，2)分别与SiCl₄、GeCl₄、SnCl₂和SbCl₃反应，首次分离得到了由3个菲二酚根螯合的Si、Ge、Sn、Sb的八面体构型弱配位阴离子的化合物，分别为[Na(THF)₃]₂[Si(C₁₄H₈O₂)₃] (3)、[Na(THF)₃]₂ [Ge(C₁₄H₈O₂)₃] (4)、[Na(THF)₃]₂[Sn(C₁₄H₈O₂)₃] (5)、Na[Sb(C₁₄H₈O₂)₃] (6)。进一步利用6的阳离子交换反应，分离得到了[Li(THF)₄]⁺与Et₃NH⁺的三(9，10-菲二酚根)合锑(Ⅴ)酸盐(7、8)。所有产物的组成与纯度都通过¹H NMR和¹³C NMR完成表征。通过单晶X射线衍射表征了3~5、7、8五个产物的结构。对3~5的结构分析表明，其核心结构单元[EO₆](E=Si、Ge、Sn)的成键紧密，与外围Na⁺的作用松散，大阴离子具有显著的外向弱配位特征。7和8的单晶结构显示，其阴阳离子间处于非配位状态，因而核心单元[SbO₆]呈现理想的对称构型，锑酸根阴离子表现出更优的抗阳离子干扰能力。

以提高GaN/ZnO异质结光解水制氢性能为目标，采用第一性原理方法研究了Li和Au元素掺杂GaN/ZnO异质结的电子结构、光学性质和光催化性能。电子结构计算表明GaN/ZnO异质结为直接带隙半导体，异质结类型为Z型，带隙为1.41 eV，能有效促进载流子分离。Li、Au掺杂后的各结构中除Li替位Zn结构外，均具有磁性。光学性质分析的结果表明，掺杂Li、Au元素可以提高体系的吸收系数，其中Li替位Zn后异质结具有较大的光吸收系数，同时具有较大的功函数(7.37 eV)和界面电势差(2.55 V)，表明其可见光利用率较高，界面结构稳定且具有较大的内建电场，可以更有效地促进电子与空穴的迁移从而减小电子-空穴对的结合。Bader电荷分析表明掺杂元素Li和Au均失去电子。电子从GaN层向ZnO层转移，在界面处形成了一个有效的内电场。Li替位Zn和Au同时替位近位的Ga和Zn所对应的2种结构的层与层之间转移的电子较多，说明其界面电势差较大且拥有较高的光生载流子迁移速率。光解水制氢性能分析表明，ZnO薄膜、GaN/ZnO异质结、Li替位Ga以及Li同时替位远位的Ga和Zn四种体系在pH=0时，满足光解水制氢的条件。GaN薄膜、ZnO薄膜和Li同时替位远位的Ga和Zn三种体系在pH=7时满足光解水制氢的条件。

制备了一系列Tb³⁺-Eu³⁺掺杂含Na_8.12Y_1.293Si₆O₁₈晶相的玻璃陶瓷，通过多种表征技术系统研究了热处理条件对其微观结构和发光性能的影响，最终确定最佳热处理条件为670 ℃、90 min。Tb³⁺的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.5%，超过此浓度时会出现四极-四极相互作用主导的浓度猝灭。双掺玻璃陶瓷中存在Tb³⁺向Eu³⁺的能量传递。在293~493 K温度范围内，双掺玻璃陶瓷表现出良好的热稳定性，热猝灭活化能为0.24 eV，色度偏移为2.1×10^-2。此外，该材料具有一定的温度传感性能，最大温度灵敏度为5.7×10^-3 K^-1，热重复性比为96.6%。

设计并合成了一种基于脲基配位作用和Si—O键断裂的新型双功能荧光探针1-甲基-2，4-双[2-(叔丁基二甲硅烷氧基)乙基脲基]苯(T1)，用于高选择性检测环境及生物样品中的Cr(Ⅵ)和F^-。实验结果表明，T1在二甲基亚砜/水(DMSO/H₂O，1∶1，V/V)溶剂体系中表现出优异的识别性能。基于脲基的配位作用，该探针对Cr(Ⅵ)的检测在395 nm处呈现荧光猝灭效应，检测限达4.70×10^-7 mol·L^-1，不受其他金属离子干扰；对F^-的识别依赖于Si—O键的断裂机制，在320 nm处表现出显著荧光增强，检测限低至7.07×10^-8 mol·L^-1，在多种阴离子共存条件下也能保持高选择性。光谱分析表明，T1与Cr(Ⅵ)以1∶2的物质的量之比结合(结合常数K_a=2.62×10⁴ L·mol^-1)，与F^-通过Si—O键断裂以1∶2的物质的量之比定量反应。该探针在0~20.00 μmol·L^-1范围内呈现良好的线性响应。

利用K⁺、Cl-共掺杂来优化纳米Li₂FeSiO₄/C正极材料的结构及电化学性能，通过固相反应制备了纳米Li_2-xK_xFeSiO_4-0.5xCl_x/C (x=0、0.01、0.02)正极材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和恒电流充放电等对比研究了3种正极材料的微观结构特征和电化学性能。研究表明纳米Li_1.99K_0.01FeSiO_3.995Cl_0.01/C正极材料的晶面间距和晶胞体积最大，颗粒粒径最小，平均粒径为32 nm。这些特定的微观结构使其表现出最优的电化学性能。纳米Li_1.99K_0.01FeSiO_3.995Cl_0.01/C在0.1C下的首次放电比容量高达203 mAh·g^-1，在1C下充放电循环100次的容量保持率为97.72%。

Li/CrO_x电池具有高能量密度和优异的倍率性能，成为高性能一次锂电池的研究热点。而基于发展具有宽温域和高介电常数的碳酸丙烯酯(PC)电解液体系，对于开发功率高和环境耐受性强的锂一次电池具有重要的应用价值。在本工作中，我们研究了CrO_x在PC基电解液中的放电行为，筛选了适配于大电流放电的电解液体系：1 mol∙L⁻¹ LiTFSI PC : DOL (1, 3-二氧环戊烷) = 1 : 2；并揭示了在PC基电解液中影响CrO_x大电流放电的规律：Li⁺溶剂化鞘层中溶剂分子配位数以及参与配位的粒子类型，会极大地影响Li/CrO_x电池体系的倍率放电性能。低的配位数以及阴离子参与的溶剂化鞘层结构更加适配Li/CrO_x电池体系，能够实现大电流放电。这些规律的认识对于推动PC基电解液应用于大倍率Li/CrO_x电池体系具有重要指导意义。

采用2种密度泛函方法对C₆S₆Li₆储氢性能进行了理论研究。C₆S₆Li₆动力学稳定，最多可吸附38个H₂分子，储氢密度可达20.213%。C₆S₆Li₆(H₂)₃₈的平均吸附能接近温和条件下可逆吸附氢气的标准(0.1~0.8 eV)。各种波函数分析表明，C₆S₆Li₆中Li的2s→2p电子跃迁和各带电原子的电场极化共同主导了C₆S₆Li₆对H₂的范德瓦耳斯作用。热化学计算表明，在77 K下，压力为0.1、2.5、5.0 MPa时，C₆S₆Li₆分别自发吸附6、32、38个H₂分子，并且在298.15 K能够完全释放，可逆储氢密度分别为3.846%、17.582%和20.213%。原子密度矩阵传播动力学模拟表明，C₆S₆Li₆(H₂)₃₈中被吸附的H₂分子大多可以在室温下脱附，并且母体结构保持稳定，不会坍塌。二聚体(C₆S₆Li₆)₂能够吸附53个H₂分子，储氢密度为15.014%，也适合在温和条件下可逆储氢。

铁酸锂(Li₅FeO₄)是一种极具前景的锂离子电池正极预锂化添加剂，但其易与空气中的二氧化碳和水分发生副反应而导致失效。针对这一问题，本研究提出了一种基于PF₅热诱导改性的高效路易斯酸再生策略。该策略可有效去除Li₅FeO₄表面惰性杂质，并原位构建Li₃PO₄与LiF的复合包覆层。再生后的Li₅FeO₄表现出优异的分散性、空气稳定性和电解液界面相容性，能有效抑制浆料凝胶化和界面副反应。当添加1.5% (wt)再生Li₅FeO₄时，LiFePO₄正极在200次循环后仍保持135.0 mAh g⁻¹的容量和95.3%的保持率；而对照组(未添加Li₅FeO₄)仅保留113.7 mAh g⁻¹容量(保持率92.2%)。该研究为Li₅FeO₄的实际应用提供了新思路，将在长循环锂离子电池领域获得广泛应用。

随着人们对农药污染的日益关注，尤其是在食品、谷物和肉类产品领域，寻找高效且稳定的光催化剂用于污染物降解成为一个重要研究方向。本研究成功合成了一种新型S型异质结光催化剂Al₆Si₂O₁₃/BiOBr(ASO/BO)纳米复合材料，旨在增强电荷转移并提高对常见农业污染物三唑磷(TAP)和敌敌畏(DDVP)的光催化降解效率。性能评估表明，60-ASO/BO纳米复合材料(ASO负载比为60%)表现出卓越的降解效率，在100 min内将农药(TAP)浓度从100%降至28.0%，且在四次循环(400 min)后仍保持94.7%的初始活性。相比之下，单相ASO和BO的降解效率显著降低，分别仅为56.6%和58.8%。对于DDVP，该复合材料也展现出优异的光催化降解活性，在100 min内将其浓度从100%降至32.3%，远优于ASO(100%至67.8%)和BO(100%至47.9%)。这一卓越性能归因于S-scheme异质结结构所带来的增强电荷转移效应。通过飞秒瞬态吸收光谱(fs-TAS)、吸附能理论计算、差分电荷密度分析、开尔文探针力显微镜(KPFM)和原位X射线光电子能谱(XPS)进一步验证了电荷转移路径和机制。研究结果显示，S型电荷转移效应对于提升光催化性能至关重要。总体而言，ASO/BO的S型异质结为持久高效的光催化降解环境污染物提供了可靠途径，在农业、食品安全以及谷物和肉类产品保鲜领域具有广阔的应用前景。

首先采用共沉淀方法制备富锂锰基正极材料Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂原始样品(P-LRMO)，然后通过简单的湿化学法以及低温煅烧方法对其进行不同含量Ga₂O₃原位包覆。透射电子显微镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)结果表明在P-LRMO表面成功合成了Ga₂O₃包覆层。电化学测试结果表明：含有3%Ga₂O₃的改性材料G3-LRMO具有最优的电化学性能，其在0.1C倍率(电流密度为25 mA·g^-1)下首圈充放电比容量可以达到270.1 mAh·g^-1，在5C倍率下容量仍能保持127.4 mAh·g^-1，优于未改性材料的90.7 mAh·g^-1，表现出优异的倍率性能。G3-LRMO在1C倍率下循环200圈后仍有190.7 mAh·g^-1的容量，容量保持率由未改性前的72.9%提升至85.6%，证明Ga₂O₃包覆改性能有效提升富锂锰基材料的循环稳定性。并且，G3-LRMO在1C倍率下循环100圈后，电荷转移阻抗(R_ct)为107.7 Ω，远低于未改性材料的251.5 Ω，表明Ga₂O₃包覆层能提高材料的电子传输速率。