酰胺合成是有机化学重要的研究方向之一。将国际前沿的酰胺合成方法引入到基础有机化学实验教学中可以丰富教学内容并促进本科教学与科研成果之间的融合。本文报道了一个以氮杂环卡宾催化醛的极性反转为知识重点的酰胺合成实验，以苯甲醛、亚硝基苯为原料，在无水无氧条件下实现了N-羟基-N-苯基苯甲酰胺的高效合成。该实验利用薄层色谱对反应过程进行监测，并通过红外、核磁共振波谱确定了产物结构。该实验具有操作简单、反应条件温和、高原子经济性、可重复性好等特点，非常适用于本科生实验教学。本实验将极性反转这一重要概念与氮杂环卡宾催化这一科学前沿有机结合起来，有利于激发和培养学生的科研兴趣。

ShelXle是一款用于小分子晶体结构精修的专业性可视化软件，在高校群体中拥有相当数量的用户，但目前国内外有关该软件使用研究的文献报道非常少，导致众多师生在精修过程中碰到问题时不知道如何进行应对。本文详细介绍了ShelXle的开发背景、基本功能、特色功能及操作方法，结合若干案例，通过与其他软件对比，分析了ShelXle在小分子晶体结构精修中所具备的技术优势，并就如何利用ShelXle提升精修效果提出了一些参考性建议。

锂离子电池在人类生产生活中发挥着重要的作用。本文用拟人化的手法，将锂离子化身为小礼，通过讲述小礼上学途中发生的故事，细致地向读者介绍了锂电池的工作原理、活性材料的结构特点以及电池使用过程中安全风险的产生原因和解决方法。

小分子物质在日常生活和生产中突显出日渐重要的作用，例如可用作能源的无机小分子氢气、氧气、氨、烃和过氧化氢，在生物化工方面的有机小分子尿素、氨基酸等。目前小分子物质的工业合成技术仍然存在一些问题，例如大量使用贵金属催化剂、能源损耗严重等。相对于传统工艺，电催化合成具有催化剂成本低、环境友好和性能高效等优点。基于金属有机骨架(MOFs)、共价有机骨架(COFs)和多孔配位笼(PCCs)的多孔材料催化剂，由于其独特的形态、结构可调节性、高催化活性和优异的化学稳定性等特点而受到广泛关注。因此，未来研究电催化合成小分子物质的一个关键领域是开发多孔骨架材料作为合成小分子物质的电催化剂。本文总结了这些材料在电催化方面的应用。

A gold catalyst of Au/ pyrenyl-graphdiyne (Pyr-GDY) was prepared by anchoring small size of gold nanoparticles (Au NPs) on the surface of Pyr-GDY for electrocatalytic nitrogen reduction reaction (eNRR), in which Au NPs with a size of approximately 3.69 nm was evenly distributed on spongy-like porous Pyr-GDY. The catalyst exhibited a good electrocatalytic activity for N₂ reduction in a nitrogen-saturated electrolyte, with an ammonia yield of 32.1 μg·h^-1·mg_cat^-1 at -0.3 V (vs RHE), 3.5 times higher than that of Au/C (Au NPs anchored on carbon black). In addition, Au/Pyr-GDY showed a Faraday efficiency (FE) of 26.9% for eNRR, and a good catalysis durability for over 22 h.

在pH = 5缓冲溶液条件下，对仅有Co²⁺、仅有Ni²⁺、Co²⁺与Ni²⁺混合三种情况下Co²⁺的萃取率进行了探究。结果显示单独萃取Co²⁺时萃取率高达75.47%；然而对于混合溶液，萃取率较单独萃取Co²⁺明显下降。通过系列对比实验发现Ni²⁺的存在对Co²⁺的分光光度测量造成了干扰。因此，在综合性实验中我们利用分光光度法针对Co²⁺的萃取率进行分析，以及对可能影响萃取率的因素——pH、萃取时间、萃取次数进行了探究，寻找最佳实验条件，提高萃取率。

病毒一直是人类生存和发展的重大威胁，近年来新冠肺炎疫情更是直观地凸显了病毒的危害性。小分子药物在人类抗击疾病的历史中扮演着重要的角色。在对抗病毒的过程中，人类发展出一系列防治手段，其中小分子抗病毒药物占据着重要地位。本文借鉴中国古代经典军事策略“三十六计”的智慧，简要回顾了小分子抗病毒药物的发展历程，并着重介绍了碘苷、沙奎那韦、奥司他韦等代表性药物的设计思路与作用原理。此外，本文还展望了小分子抗病毒药物及抗病毒手段未来的发展方向。

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。

为了强化本科生拔尖人才的个性化培养，将高水平的科研资源转化为人才培养的教学资源，北京航空航天大学开设了科教融合的“科研课堂”微课题设计实验课程。本文以开设的“金属氧化物亚纳米材料的合成及其在电池储能方面的研究”微课题为例，从教学方法、课程内容、成绩评定和学生反馈等多个环节进行实践和探索。通过充分发挥教师指导、学生主体的优势，科研型教学模式的实施为拓展本科生科研思维、激发科研兴趣、提升科研创新能力提供了有益借鉴。

Using 2-dicyanomethylene-3-cyano-4, 5, 5-trimethyl-2, 5-dihydrofuran (TCF) as a near-infrared fluorescent chromophore, we designed and synthesized a TCF-based fluorescent probe TCF-NS by introducing 2, 4-dinitrophenyl ether as the recognized site for H₂S. The probe TCF-NS displayed a rapid-response fluorescent against H₂S with high sensitivity and selection but had no significant fluorescence response to other biothiols. Furthermore, TCF-NS was applied to sense H₂S in living cells successfully with minimized cytotoxicity and a large Stokes shift.