本文基于一款治疗阿兹海默症的药物——沙芬酰胺甲磺酸盐进行教学设计，以4-(3-氟苄氧基)苯甲醛为起始原料，引入微波合成技术，采用还原胺化策略，经过三步反应，迅速、高效得到目标产物，并采用核磁、熔点和旋光分析方法鉴定结构与纯度。实验设置既兼顾有机综合实验技术的训练，又注重知识的交叉融合。

以六水合硝酸铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)和可溶性淀粉(ST)为原料，通过生物模板法制备了CeO₂非均相光芬顿催化剂(ST-CeO₂)。采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、固体紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征。FTIR和Raman光谱证实了Ce—O键及氧空位的存在。UV-Vis DRS显示其在紫外和可见光区域有强吸收，XPS光谱分析表明催化剂表面存在Ce³⁺和Ce⁴⁺的混合价态，这可有效促进光生电荷的分离和H₂O₂的活化。甲基橙(MO)降解结果表明，ST-CeO₂在紫外光下照射60 min时对MO染料的降解率可达82.8%;加入H₂O₂后，其在60 min时对MO染料的降解率可达99.7%，而且重复回收利用5次后仍然保持优良的催化性能。自由基捕获实验证明空穴(h⁺)和羟基自由基(·OH)是在MO染料降解反应中起主导作用的活性物质，而超氧自由基(·O₂^-)起次要作用。此外还详细探讨了ST-CeO₂光芬顿降解MO染料的机理。

通过原位共沉淀法可控制备了系列直接Z型MIL-100(Fe)/BiOBr异质结。使用粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对MIL-100(Fe)/BiOBr异质结晶体结构、微观形貌、光学性能、化学组成进行表征。以低功率发光二级管可见光为光源，探究了MIL-100(Fe)/BiOBr异质结光芬顿降解磺胺甲恶唑(SMX)性能。最佳反应体系MB-7/Vis/H₂O₂(MB-7是MIL-100(Fe)质量为BiOBr质量的70%时制备的样品)在光源照射70 min后可降解99.8% SMX(5 mg·L^-1)。同时，还考察了H₂O₂浓度、催化剂投加量、pH值以及无机阴离子对MB-7/Vis/H₂O₂降解SMX影响。MB-7/Vis/H₂O₂能够在经过5轮循环降解实验后保持95%以上的SMX降解效率，表明其具有较好的循环稳定性。通过光致发光(PL)光谱、光电化学测试、活性物质捕获实验以及电子自旋共振(ESR)技术对光芬顿降解SMX机理进行了揭示。增强的光芬顿活性的机制主要来自于异质结的构建加速了光生载流子的分离，进而促进了活性物质产生以及Fe³⁺/Fe²⁺的循环。

析氢、析氧的动力学过程迟缓，带来电解水制氢能效低、成本高的问题，给绿氢的大规模应用设置了严重障碍。开发具有低成本、高催化性能的催化材料，是突破这一瓶颈问题的关键环节。近年来，高熵材料因其优异的物理和化学性能在各领域受到广泛关注。高的混合熵可以赋予材料大的晶格畸变、显著的迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应，为催化剂的成分设计和性能提升提供了良好平台。高熵材料也因此开始在电解水制氢领域崭露头角，并迅速成为解决绿氢制备低能效问题的一种理想催化剂，是该领域当前的一个研究热点。鉴于此，本文综述了高熵合金和高熵陶瓷在电解水催化方面的研究现状。文章首先基于电解水反应机制，总结了高熵合金、高熵陶瓷催化剂的成分设计和结构调控策略，梳理了用于析氢和析氧催化的不同高熵合金、高熵陶瓷成分体系，介绍了高熵电解水催化剂的合成方法，并对其优缺点进行了评估，最后对该领域面临的挑战和未来发展方向进行了展望，以期为低成本、高性能高熵电解水催化剂的开发提供新思路，促进绿氢相关技术的研究和发展。

A photothermal agent (ECEI) with high photothermal conversion efficiency (85.78%) was synthesized based on coumarin fluorescent groups. In addition, the experimental results of hot and cold cycling show that ECEI has good photostability. Despite damage to the mitochondrial membrane potential, ECEI can effectively target mitochondria and induce cancer cell death under laser irradiation. This allows ECEI to maximize mitochondrial damage and thus inhibit tumor cell reproduction. Notable, after irradiating mouse tumors once, the mouse tumors gradually disappeared within 10 d. This indicates that ECEI has an excellent tumor inhibition effect.

水系锌离子电池以其安全可靠、成本低、容量大、环境友好等优点被认为是最有前途的储能体系之一。然而，锌金属负极在水系电解液中通常面临严重的副反应和枝晶生长问题。在锌负极表面构建具有高离子迁移动力学的保护层是构筑高稳定、长寿命锌负极的有效策略。本文中，我们在锌负极表面制备了ZnQ分子筛(BPH拓扑)取向保护层，实现了高离子迁移动力学的稳定锌负极(ZnQ@Zn)的构筑。具有三维有序孔道的ZnQ分子筛在锌箔表面定向排列，为锌离子提供了良好的传导通路，分子筛孔道中的水分子有助于调控锌离子的配位环境，从而提高锌离子的迁移动力学。因此，ZnQ@Zn对称电池在1 mA∙cm⁻²的电流密度下展现出27 mV的超低过电势以及超过1100 h的循环寿命。此外，ZnQ@Zn//NaV₃O₈·1.5H₂O全电池在8 A∙g⁻¹的电流密度下循环1800次后，容量保持率高达96%，展现出优异的循环性能。本研究为构筑高迁移动力学锌负极保护层提供了新思路，并拓展了分子筛材料在储能领域中的应用。

析氧反应(OER)催化剂在催化反应过程中不可避免地会发生表面重构，这一过程使得设计、构筑高性能和高稳定性的OER电催化剂充满挑战。在此，我们采用双金属浸出诱导表面重构的策略，构建了高活性和高稳定性的水氧化电催化剂。在该策略中，通过水热、离子交换和后续的退火工艺处理，将由α-CoMoO₄、K₂Co₂(MoO₄)₃、Co₃O₄和CoFe₂O₄四种氧化物晶相组成的材料阵列转换为OER预催化剂。原位电化学拉曼光谱和非原位X射线衍射(XRD)分析表明，其中的不稳定成分K₂Co₂(MoO₄)₃的快速溶解引发了Mo和K的适度浸出，从而在低电压下加速表面富集的α-Co(OH)₂向CoOOH活性相的转化。此外，CoFe₂O₄相耦合重构产生新相CoO与无定形层CoOOH，从而形成CoFe₂O₄@CoO@CoOOH紧密的多相结构，起到“纳米栅栏”的作用，可有效防止催化剂的过度重构，从而赋予重构后的催化剂优异的催化活性和稳定性。本工作为设计高电流密度下具有优异活性和稳定性的OER催化剂提供了新的思路。

采用高温固相法在1 050℃下烧结，制备了LiCoO₂低浓度梯度改性样品，分别为LiF掺杂包覆（LCOLF、LCO@LF）和MgF₂掺杂包覆（LCOMF、LCO@MF）。通过光电子能谱、透射电子显微镜和电化学技术等表征方法，对比分析材料形貌及电化学性能。结果表明，体相掺杂复合电极中，LCOLF热重测试显示出最优热稳定性，LCOMF晶体中（003）和（104）晶面间距收缩；45℃下1C倍率循环70圈后，LCOLF和LCOMF比容量分别为141.45和166.98 mAh·g^-1，循环性能优于LiCoO₂。表面包覆复合电极中，LCO@LF和LCO@MF晶粒表面光洁且晶格氧键价都向更高结合能方向增强；LCO@MF构建了坚实且紧密的包覆层，循环70圈后，放电比容量和容量保持率分别为183 mAh·g^-1和91.26%（LCO@LF分别为154.38 mAh·g^-1和77.54%），循环性能显著优于体相掺杂。

卤代芳烃是非常重要的合成砌块，广泛应用于农用化学品、材料和药物等的合成。芳烃的亲电取代卤化反应是制备芳基卤化物最简单的方法，但是富电子芳烃的卤化反应存在区域选择性差的挑战。本实验采用自组装协同催化策略，以环己基苯溴化反应为模型反应，高选择性合成溴代芳烃，进而应用于卤代芳烃的高选择性合成。在加深学生芳烃亲电取代卤化反应的同时，也向学生传授自组装、协同催化和路易斯酸碱催化等重要知识，加深学生对亲电取代反应机理和离子型中间体的了解。实验主要由卤代芳烃的合成、机理探究及实验普适性三部分组成，包含多种有机实验基本操作，涉及反应监测、分离纯化、产物表征等多个重要环节，实验整体时长7小时，安全性高，可操作性强，适合本科实验教学开设。本实验秉持科研反哺教学的理念，将新的科研成果转化为人才培养内容，有助于提高学生的科研创新与实践能力。

进一步提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性对电动汽车的普及至关重要。三元层状正极材料因其高比容量、低温性能良好、成本较低等优势，近年来在动力电池领域备受关注。高镍化和高电压化被认为是提高三元材料能量密度的有效途径。然而，基于传统多晶三元正极的高镍化和高压化可能会显著降低材料的循环稳定性和热安全性，设计单晶三元正极材料被认为可以有效缓解高压多晶三元正极稳定性问题的可行途径。但是，单晶三元正极仍然面临着离子传输动力学受阻、非均匀荷电状态、晶格参数各向异性变化、阳离子混排、化学机械降解等挑战。因此，本文从三元正极材料的本质结构演化角度系统地分析和总结了多晶与单晶结构失效的共性问题。此外，还归纳了单晶高镍三元材料的合成工艺调控、元素掺杂、表界面改性等策略，梳理了结构设计与电化学性能之间的构效关系，并对单晶高镍三元正极材料的未来发展方向进行了展望，能够为高比能三元正极材料的开发提供理论指导。