在科研工作的基础上设计了一个综合性化学实验：利用溶剂热法制备碳纳米管/SnS₂光阳极催化剂材料;采用SEM (扫描电镜)、XRD (X射线衍射)、UV-Vis (紫外-可见吸收光谱)等技术进行表征;运用瞬态光电流响应、电化学阻抗、线性伏安扫描等方法分析材料的分解水性能。该实验让学生掌握材料的制备、表征及应用，培养学生的科研素养;利用实验验证所学知识，培养学生分析问题的能力;结合材料的性能及应用，培养学生能源危机及环保意识。

以碳纳米管(CNT)为原料，通过负载维生素B₁₂，简单热解得到了一种氮掺杂碳纳米管(N/CNT)负载低含量Co₃O₄纳米颗粒的氧还原电催化剂(Co₃O₄@N/CNT)。得益于均匀分散的Co₃O₄纳米颗粒以及氮掺杂，Co₃O₄@N/CNT表现出了优异的氧还原催化性能，其半波电位达到了0.844 V (vs RHE)，超越了商业Pt/C (0.820 V (vs RHE))。与Pt/C相比，基于Co₃O₄@N/CNT组装的锌-空气电池表现出了更优的放电性能和循环稳定性。

碲化锰(manganese telluride，MnTe)作为一种新兴的非层状二维材料，因其优异的性质以及在下一代电子和光电子器件中的巨大潜力，而受到研究学者们的广泛关注。然而，目前超薄二维MnTe的可控合成仍然是一个巨大的挑战，这限制了对其基础性质的研究和应用的深入探索。本文采用化学气相沉积方法成功合成了大面积的MnTe纳米片，并探究了其厚度对电学性质和器件应用的影响。通过提高MnTe纳米片的生长温度，样品厚度逐渐增加，晶畴尺寸从10 μm增至125 μm，形貌从三角形逐渐过度到六边形，最终生长成高度对称的圆形。结构表征和二次谐波测试表明，所制备的MnTe纳米片具有高度的结晶质量和优异的二阶非线性光学性质。此外，通过对不同厚度MnTe纳米片的电学输运测试，发现随着厚度从薄到厚，其导电特性从p型半导体逐渐转变为半金属。因此，利用半导体特性的薄层MnTe纳米片构建的光电探测器展现出出色的光响应性能。而将金属特性的厚层MnTe作为MoS₂场效应晶体管的接触电极，显著提高了器件性能，如载流子迁移率可从12.76 cm²∙V⁻¹∙s⁻¹ (Au接触)提升到47.34 cm²∙V⁻¹∙s⁻¹ (MnTe接触)。

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。