采用熔盐法制备出铝掺杂的钛酸锶(Al-SrTiO₃)，并通过水热法及气相氮化法在Al-SrTiO₃表面紧密负载了Ni₃N助催化剂。通过对Ni₃N/Al-SrTiO₃体系载流子转移特性表征以及密度泛函理论计算分析发现，Al-SrTiO₃上的光生电子在费米能级差的作用下可快速转移到Ni₃N上，有效促进了Al-SrTiO₃上光生载流子的分离，从而提高其分解水析氢性能。光催化析氢测试结果表明，当Ni₃N助催化剂负载量(Ni与Al-SrTiO₃的质量比)为7%时，Al-SrTiO₃的析氢速率相对负载前提升了82倍。

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点，是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_0.44MnO₂正极、活性炭(AC)负极、6 mol∙L⁻¹ NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na_0.44MnO₂正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性，通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na_0.44MnO₂正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此，AC||Na_0.44MnO₂可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能，在功率密度为85 W∙kg⁻¹时，能量密度达26.6 Wh∙kg⁻¹，循环10000次后容量保持率为89%。同时，在50 ℃的高温和−20 ℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC||Na_0.44MnO₂可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。

本文设计了一个以非稠环电子受体材料为核心的综合实验，涵盖分子合成及光电性质研究。实验创新性地将太阳能利用与Suzuki偶联反应引入教学，通过“文献研读-实验操作-机理探讨”模式深化“结构决定性质”的化学思维。培养学生实验操作及数据处理能力，同时融入绿色化学理念，有效提升学生的创新意识与协作能力，为科研深造奠定基础。