围绕分子开关及聚集诱导发光的科研热点领域进行本科教学实验设计，将光致变色二芳烯巧妙嵌合于具有聚集诱导发光性能的四芳烯体系中，制备得到兼具变色和发光功能的新型杂合四芳烯光控荧光分子开关，科教融合，将科研前沿引入到本科实验教学。从物质的制备、分离提纯、结构表征和性能测试等方面进行了综合实验探索。本实验分子设计简练新颖，内容丰富，现象明显，在综合运用和巩固本科学习的基本理论和基本操作的基础上，激发学生的科研兴趣，培养团结协作和突破创新的科学精神。

本文介绍了一个有机化学综合实验，实验以水杨醛、苯硼酸和芳胺为反应底物，通过芳胺上取代基控制亲核性选择性地制备二芳基甲胺和三芳基甲烷，并利用核磁共振氢谱(¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)对产物结构进行表征。本实验与理论知识相结合，启发学生进行机理方面的思考，帮助他们开拓知识视野，更好地树立“绿色化学”理念和环保意识。

酚是年产超千万吨的廉价化工原料，广泛应用于有机合成中的各类重要转化。大学基础化学中关于酚类化合物反应类型的介绍主要是富电子芳环和酚羟基氧上的取代反应，两类产物中均保留了酚的惰性C―O键。为进一步拓展酚类化合物的应用价值，人们通过在酚氧原子上引入不同活化基，借助金属催化打断C―O键，实现了各类高效的脱氧偶联反应。然而，该策略的反应条件通常较为苛刻，并且可能导致产物中有金属残留，限制了其在制药等领域的广泛应用。为挑战上述难题，化学家们发现利用光、电等手段，在温和条件下可将酚的一些简单衍生物通过C―O键的选择性断裂产生芳基自由基。借助芳基自由基的高反应活性和选择性，实现一些新颖和高效的化学转化，为酚的合成应用提供新的策略和方法。本文介绍了利用酚的三氟甲基磺酸酯、磷酸酯和碳酸酯等作为芳基自由基前体的挑战和难点，以及如何实现一些精细化学品精准构建的最新研究进展，期望可以为学有余力的同学们拓宽知识面。

过渡金属催化偶联反应是非常重要的现代有机合成方法，但由于一些反应条件及催化剂的价格限制，尚未在本科实验教学中大规模推广。为了让学生切身体会现代有机化学的发展及绿色化学理念，我们设计了一个反应条件温和、操作步骤简单、原料及催化剂廉价易得的过渡金属催化偶联反应——铜催化芳基硼酸与烷基亚磺酸盐的氧化偶联反应合成芳基砜类化合物。以醋酸铜和N-甲基咪唑为催化剂、空气作为氧化剂，催化4-乙酰基苯硼酸及甲基亚磺酸钠的偶联反应，以中等产率得到4-甲砜基苯乙酮。本实验包括无水实验操作、微量试剂的称量及加料、薄层色谱及旋转蒸发技术、熔点测定等实验操作。此外，本实验可以拓展为探究实验，让学生初步学习有机合成实验研究方法及数据处理、分析方法，了解过渡金属催化有机反应中主要的影响因素，培养学生科学研究的思维，提高学生的综合化学素养。本实验已经在本科生实验教学中进行了验证。

通过简便、高效、可规模化的一步高温氮化法，利用高温烧结使二氧化钛(TiO₂)粉末在转化成氮化钛(TiN)的同时形成连续的三维多孔网络，具有良好的导电性和高孔隙率。作为高效限硫载体，连续的三维多孔TiN网络不仅能有效增加电子传输路径、增强电子转移、促进离子迁移，而且能够从物理限域和化学吸附两方面对多硫化锂的穿梭效应进行强有力的限制，同时有效提高了硫的负载量。制备的高导电性、高硫负载硫正极展现出较高的放电容量和优异的循环稳定性能。

A novel one-dimensional (1D) polycarbonyl coordination polymer [Cu(BGPD)(DMA)(H₂O)]·DMA (named Cu-BD, H₂BGPD=N, N′-bis(glycinyl)pyromellitic diimide; DMA=dimethylacetamide) was synthesized, and evaluated as a cathode material for lithium - ion batteries (LIBs) for the first time. The electrochemical performance study revealed that the Cu-BD cathode exhibited better cycling stability and a specific capacity of 50 mAh·g^-1 after 100 cycles at a current density of 50 mA·g^-1. The study of the reaction mechanism for the Cu-BD electrode discloses that both BGPD^2- ligands and Cu(Ⅱ) ions may take part in the electron-transfer process during charging and discharging.

A 3D nitrogen-doped graphene/multi-walled carbon nanotube (CS-GO-NCNT) crosslinked network material was successfully synthesized utilizing chitosan and melamine as carbon and nitrogen sources, concomitant with the incorporation of multi-wall carbon nanotubes and employing freeze drying technology. The material amalgamates the merits of 1D/2D hybrid carbon materials, wherein 1D carbon nanotubes confer robustness and expedited electron transport pathways, while 2D graphene sheets facilitate rapid ion migration. Furthermore, the introduction of nitrogen heteroatoms serves to furnish additional active sites for lithium storage. When served as an anode material for lithium-ion batteries, the CS-GO-NCNT electrode delivered a reversible capacity surpassing 500 mAh·g^-1, markedly outperforming commercial graphite anodes. Even after 300 cycles at a high current density of 1 A·g^-1, it remained a reversible capacity of up to 268 mAh·g^-1.

多组分二维共轭金属有机骨架(MTV 2Dc-MOFs)是一类由多种有机配体和金属节点通过配位键周期性组装而成的新型多孔晶态材料，由于具有可预测的拓扑结构、可调的孔隙率、高电导率和高电催化活性等优点，受到了广泛关注。同时，利用多金属离子或有机配体之间的协同作用，可以有效调节材料的电化学活性和选择性，为制备新型的功能性更强的2D c-MOFs提供了新的思路和方向。在这篇短综述中，我们小结了近年来报道的具有多金属节点或有机配体构建的MTV 2D c-MOFs的研究进展，并对其设计策略(双组分和三组分)、骨架优势和面临的挑战做出了展望。

通过将纳米Bi颗粒与三维多孔碳(3DPC)材料复合制备得到Bi/3DPC复合材料，有效提高了Bi的电化学性能。3DPC作为碳框架能缓冲充放电过程中Bi的体积膨胀以及提升材料导电性，且其微孔和介孔能够增加材料的比表面积，为吸附钠离子提供活性位点。Bi和3DPC发挥协同效应，在钠离子电池中展现出良好的倍率性能和长期循环稳定性。在5 A·g^-1的电流密度下，Bi/3DPC在循环1 000圈后仍保持268.52 mAh·g^-1的比容量。

针对二维单层BiOI纳米片的晶格热导率及其声子输运性质进行了深入探究。通过结合第一性原理计算和玻尔兹曼输运理论，系统地分析了单层BiOI纳米片在不同温度下的声子群速度、格林艾森参数、三声子散射率和散射相空间等关键物理量。计算结果显示，单层BiOI纳米片在室温下的本征晶格热导率约为4.71 W·m^-1·K^-1，当温度升高至800 K时，其热导率显著降低至1.74 W·m^-1·K^-1。面外声学支(ZA)、横向声学支(TA)和纵向声学支(LA)声子模式在所研究的温度范围内对晶格热导率的贡献几乎相等。低晶格热导率的物理根源归结于低声子群速度、强烈的声子-声子散射过程以及较低的德拜温度。此外，还探讨了单层BiOI纳米片的电子结构，确认了其具有半导体特性，并且间接带隙约为2.16 eV。