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。

Two new complexes, [Zn₂(L1)(HL1)(NO₃)]·CH₃OH (1) and [Zn₃(L2)(L3)₃Cl]·CH₃OH (2), were successfully synthesized by'one-pot'method based on cinnoline-3-ylhydrazine ligand and zinc with 2-hydroxy-4-methoxybenz-aldehyde and 2-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde ligands, respectively, where H₂L1=5-methoxy-2-(phthalazin-1-yl-hydrazonomethyl)-phenol, H₂L2=2-methoxy-6-(phthalazin-1-yl-hydrazonomethyl)-phenol, HL3=2-(1, 8-dihydro-[1,2,4]triazolo[3,4-α]phthalazin-3-yl)-6-methoxy-phenol. Complexes 1 and 2 were characterized by infrared spectroscopy, elemental analysis, single-crystal X-ray diffraction, powder X-ray diffraction, etc. It is worth noting that the cinnolin-3-yl-hydrazine ligand and 2-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde form two types of Schiff bases (H₂L2 and HL3) when in situ reacting and coordinating with Zn(Ⅱ), and HL3 also has two coordination modes. In addition, the fluorescence performance showed that complex 1 can achieve selective and sensitive sensing of Al³⁺ in water with a detection limit of 6.37 μmol·L^-1.

等离子体活化非均相催化反应是在温和条件下实现CO₂加氢反应的前沿策略。在本研究中，采用软模板法在Al₂O₃-x上构建了深孔通道结构。以Al₂O₃-x作为载体，通过浸渍法制备了Cu/Al₂O₃-x催化剂，并将其应用于等离子体催化CO₂加氢制二甲醚(DME)反应。在等离子体催化CO₂加氢反应中，Cu/Al₂O₃-0.75/HZSM-5展现出高性能和高放电效率。其等离子体催化CO₂加氢的CO₂转化率和DME产率分别达21.98%和9.83%，其中CO、CH₃OH和DME的选择性分别为25.39%、29.89%和44.72%。Al₂O₃-x上的深孔道结构能够作为Cu的负载位点，同时介孔结构的限域效应增强了金属-载体之间的相互作用及Cu的金属分散度。更丰富且更强的Brønsted碱性和Lewis酸性位点促进了CO₂的吸附、活化及加氢。值得注意地，锚定在深孔道结构中的Cu位点能够形成电场，从而引导等离子体活化CO₂中间体进入难以接近的孔隙中进行加氢反应。深孔通道中等离子体活化CO₂中间体的加氢对于提升等离子体催化CO₂加氢制DME反应效率具有重要意义。

面对由病原微生物感染引发疾病所带来的紧迫挑战，开发新型且高效的抗菌策略已成为当务之急。尽管光动力治疗在抗菌治疗领域已得到广泛应用，但在精确调控光敏剂结构以实现高效光动力性能方面仍存在一定的挑战。本文中，我们将铂单原子(SAs)锚定在二维(2D) Al-TCPP金属-有机框架(Pt/Al-TCPP)纳米片上，并将其用作光敏剂增强活性氧(ROS)的产生，实现高效的光动力抗菌治疗。通过将Pt SAs锚定到2D Al-TCPP纳米片上，我们不仅改善了Pt SAs的分散性和稳定性，还利用了MOF晶体多孔结构与Pt SAs之间的协同作用，优化了光子功能和光捕获能力。这种结构增强了Pt SAs与卟啉连接体之间的桥接单元，促进了光照下的高效电荷转移和分离，从而增强ROS的产生。同时，除了Pt SAs的固有光动力性能之外，它的存在还能增加氧气的吸附、加速电子转移、促进电荷分离，从而提高其光动力产生ROS的效率。因此，与Al-TCPP相比，Pt/Al-TCPP光敏剂在660 nm激光照射下显示出更高的ROS生成效率。体外和体内实验均表明，在激光照射下，较低剂量的Pt/Al-TCPP纳米片能够在较短时间内有效杀灭细菌并促进伤口愈合。本研究结果为抗菌策略的开发提供了新视角，并展示了Pt/Al-TCPP纳米片作为高效伤口愈合治疗剂的潜力。

在镍钴铝酸锂正极材料Li[Ni_0.8Co_0.15Al_0.05]O₂(NCA)制备过程中表面遗留的碱性物质会严重影响其循环稳定性能，针对这一难题，提出使用Y(PO₃)₃对其进行表面包覆改性，利用Y(PO₃)₃与表面残留的LiOH反应消除表面残碱，并探讨包覆改性对NCA整体性能的影响机制。测试分析结果表明，在低温煅烧过程中前驱体表面会形成均匀致密的Y(PO₃)₃和LiPO₃包覆层，LiPO₃有较高的离子电导率，双包覆层能够防止活性物质在电化学循环过程中与电解液相互接触时发生有害副反应，提高电极材料的循环稳定性。其中Y(PO₃)₃包覆量(质量分数)为1%的样品在0.1C下的首次库仑效率从未改性样品的78.65%提高到88.50%，在1C下循环150圈后容量保持率从59.38%提高到85.33%，相比于未改性样品具有更高的首次库仑效率和更优异的循环性能。

太阳能驱动的二氧化碳(CO₂)甲烷化反应不仅有助于减少多余的碳排放，而且是生产燃料的重要途径。层状金属双氢氧化物(layered double hydroxides，LDH)可以在高温还原气(H₂/Ar)氛围中还原，转化为金属负载于氧化物(MO)的催化剂。这些催化剂在CO₂加氢反应中作为优秀的光热催化剂被广泛应用。然而，有关LDH的层间阴离子类型如何影响CO₂甲烷化活性的研究还相对有限。本文研究了包含不同层间阴离子的镍(Ni)铝(Al) LDH前驱体，通过在H₂/Ar气氛中还原处理，制备了一系列Ni负载在氧化铝(Al₂O₃)上的MO催化剂，这些催化剂被命名为NiAl-x-MO (其中x代表CO₃、NO₃、Cl和SO₄，分别代表碳酸根、硝酸根、氯离子和硫酸根等阴离子)。其中，NiAl-CO₃-MO催化剂表现出50.1%的CO₂转化率，99.9%的甲烷(CH₄)选择性以及94.4 mmol∙g⁻¹∙h⁻¹的CH₄产出速率。与之相比，NiAl-Cl-MO和NiAl-SO₄-MO催化剂的CO₂甲烷化活性极低。H₂程序升温脱附(temperature programmed desorption with H₂，H₂-TPD)实验和密度泛函理论计算(density functional theory，DFT)结果表明，低CO₂转化率是由于残留的氯(Cl)或硫(S)与金属Ni形成的强配位键阻碍了H₂的吸附和活化。因此，在设计LDH衍生的催化剂，特别是用于氢化反应的Ni基催化剂时，应优先考虑层间阴离子在LDH中的重要作用。

过氧化氢(H₂O₂)是100种最重要的化学品之一，广泛应用于漂白、消毒和合成化学等行业。最近，它被用作直接燃料电池的燃料。当前的H₂O₂生产依赖于苛刻的蒽醌氧化法。从环境、可持续性和经济角度来看，光催化H₂O₂生产是一种更有利的替代方法。该过程需要水和分子氧作为输入，并以阳光为唯一能源。尽管有这些优点，该技术的实际应用仍然具有挑战性。最常见的瓶颈是光催化剂的不足、上坡热力学、缓慢的过程动力学以及竞争性反应和逆向反应。本文讨论了这些局限性，并重点提出了提高效率和选择性的建议观点，旨在为大规模H₂O₂光生产铺平道路。

本文研究了杂多酸对储氢材料的催化效应，通过机械球磨法制备MgH₂-xH₃PW₁₂O₄₀ (x = 7%、10%、13%，质量分数)复合物样品，与纯的球磨MgH₂对比，展示了杂多酸H₃PW₁₂O₄₀对MgH₂储氢动力学的提升作用。其中，MgH₂-10H₃PW₁₂O₄₀的放氢活化能比纯MgH₂降低了46.23 kJ∙mol⁻¹，可在250 ℃、1 min内吸收6.25%的氢，在300 ℃、15 min内释放6.54%的氢气，而同等温度下MgH₂在30 min内仅释放1.2%氢。即使是在较低的温度100 ℃，MgH₂-10H₃PW₁₂O₄₀也可在1 h内吸收5%的氢，而MgH₂只能吸收0.9%的氢。结构表征结果表明H₃PW₁₂O₄₀分子在球磨和储氢过程中被转变为WO₃和W簇，其作用一方面是催化Mg―H键、H―H键的断裂，另一方面是促进MgH₂颗粒在球磨过程中细化并抑制其团聚长大。该研究开创了多酸分子在储氢领域的催化应用。

内建电场被认为是促进电荷迁移和分离，以提高光催化性能的有效驱动因素。本工作通过一步溶剂热法合成了间隙氯和取代氯共掺杂的一维纳米棒Mn_0.2Cd_0.8S (MCS)。间隙氯和取代氯的掺杂导致MCS纳米棒中的电荷分布不平衡，形成内建电场，有利于提高光生载流子动力学。通过密度泛函理论计算，本研究通过对电子结构、电荷分布和H₂吸附/解吸平衡差异的研究，直观地描述了间隙氯和取代氯的掺杂对MCS活性的影响。有趣的是，MCS能带结构的调控主要源于间隙氯的贡献，而取代氯无贡献。同时，取代氯可以进一步促进间隙氯对MCS的H₂吸附-脱附吉布斯自由能的优化。最终，0.9 Cl-MCS的H₂吸附-脱附吉布斯自由能更有利于H₂的产生(1.14 vs. 0.17 eV)，光催化产H₂活性提高了9倍。本研究为在双金属硫化物光催化剂中构建内建电场提供了有价值的途径。

苯(C₆H₆)与二十面体硼烷(B₁₂H₁₂^2-)是具有π-和σ-芳香性分子的典型代表。本实验采用密度泛函理论(DFT)分别计算二者的分子轨道图及核独立化学位移值，引导学生了解计算化学研究芳香性的一般方法，构建对电子离域结构的直观认知。通过对比分析，帮助学生加深对芳香性的理解，达到巩固基础，拓宽视野，提升创新技能的目的。实验普适性好，易于推广。