结合Cu(Ⅱ)离子浸渍吸附方法及直流电弧等离子体喷射化学气相沉积技术制备了一种电化学/电生理双模Cu₂O/Cu-垂直石墨烯微电极，并研究了电化学方法检测尿酸以及记录脑电信号的双响应性能。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪表征了形貌、微结构及晶体成分，并测试了电化学及脑电记录能力。结果表明，该微电极直径仅为200 μm，大量镶嵌Cu₂O/Cu纳米粒子的石墨烯纳米片垂直生长在基片上，排列成了一种三维的多孔结构，使其具有了高的电化学催化活性、短程离子扩散路径、以及长程导电网络。由此，以10 μL的饱和NaCl溶液为介质记录脑电信号时，该微电极的皮肤接触电阻低至约7.05 kΩ，生理电采集性能接近涂导电膏的商用湿电极。此外，该微电极还灵敏响应尿酸的氧化电流，检测浓度范围在0.5~500μmol·L^-1，检测限低至0.024 μmol·L^-1，且具有良好的抗干扰能力及长期稳定性。

现行的实验教材中缺乏双核桥联配合物合成的实验，关于仲胺合成和Cu(II)氧化性的知识也较少。本实验从有机化学理论知识中的基本反应出发，设计了两条路线合成目标仲胺配体，即基于亲核取代反应的路线一和亲核加成缩合-还原的路线二。运用配位化学原理及有机化学中的共轭驱动效应，使弱氧化性的Cu(II)将仲胺氧化成共轭的芳香亚胺(希夫碱)结构，同时利用希夫碱的配位作用和氯离子的桥联配位作用形成稳定的氯桥联双核Cu(I)配合物。为适应普通高校的实验教学条件，本实验还设计了一套操作简单、现象直观的Cu(I)配合物中铜离子价态的鉴定实验。本实验所涉实验原理既包含基础化学反应知识，又体现最新的科学研究成果，反应条件温和、实验现象直观、重现性好、收率高，能有效提高学生的综合实验操作技能，锻炼学生的有机合成、配位合成能力。

Three efficient methods for the synthesis of a series of Cu(Ⅱ) and Cu(Ⅰ) complexes based on imidazo[1,5-a] pyridine derivatives were developed. These methods include the following: (ⅰ) Cu(Ⅱ) salts were used as metal sources and N, N-dimethylformamide was employed as a solvent as well as a reductant to produce Cu(Ⅰ) complexes. (ⅱ) An iodidecontaining compound was utilized as a ligand and iodide source to prepare complexes. An in situ metalligand reaction occurred and an iodide-bridged copper complex was generated. (ⅲ) A series of aldehydes were added to the reaction systems to induce in situ metal-ligand reactions between the aldehydes and the imidazo[1,5-a]pyridine derivatives, producing polydentate ligand scaffolds. Eight complexes were prepared and characterized. The catalytic activities of these complexes toward the ketalization of ketones by ethylene glycol were investigated. With the exception of complex 4, the remaining seven complexes all showed high catalytic activity. The lower activity of 4 may be due to the larger radius of bridging iodide ions and the shorter Cu(Ⅰ)…Cu(Ⅰ) distance.

乙醇脱氢是乙醇催化转化过程中的关键基元步骤，铜(Cu)基合金催化剂是该反应最具前景的候选材料。然而，由于合金催化剂在反应条件下固有的结构复杂性和动态演变特性，阐明合金组分与主体金属间协同效应的内在机制仍具挑战性。本研究设计了结构明确的单原子钯(Pd)修饰Cu-MFI催化剂用于乙醇脱氢制乙醛和氢气。通过球差校正高角环形暗场扫描透射电子显微镜(AC-HAADF-STEM)、X射线吸收光谱(XAS)、X射线光电子能谱(XPS)等系统表征结合密度泛函理论(DFT)计算表明，Pd原子被均匀分散在Cu催化剂表面并被Cu原子隔离，该单原子位点配位数为9–10、带−0.36e电荷。在乙醇脱氢反应中，新生成的Pd^δ−和Cu^δ+位点协同作用降低了乙醇中C—H键断裂的活化能垒，同时增强了氢吸附和H—H键耦合能力，使得Pd/Cu-MFI催化剂获得更高的乙醇转化率和乙醛产率。

通过水热法制备出一系列Z型异质结Cu₂O/Bi₂MoO₆新型光催化剂。采用扫描电子显微镜、粉末X射线衍射、红外光谱、紫外可见吸收光谱等表征手段研究了催化剂的形貌、结构性质和光电化学性质，并以四环素(TC)为降解目标污染物，进一步探究了其催化效率。实验结果表明，Cu₂O的加入提高了复合催化剂的光催化性能，其中20% Cu₂O/Bi₂MoO₆复合催化剂(Cu₂O和Bi₂MoO₆的质量比为20%)降解效果最好，100 min内可降解95%的TC。Cu₂O与Bi₂MoO₆之间的协同作用使其可以吸收更多的可见光，所构建的Z型异质结改变了电子转移途径，提高了电子与空穴的分离效率，光催化活性显著提高。通过自由基捕获实验和能带结构，分析了Z型异质结Cu₂O/Bi₂MoO₆复合催化剂光催化降解TC可能的机理。

通过一锅还原法成功制备了合金纳米团簇Au_11-xCu_x(dppf)₄Cl₂(x=1、2；dppf=1，1'-双(二苯基膦)二茂铁)。晶体结构解析表明，合金团簇具有与Au₁₁(dppf)₄Cl₂类似的几何结构，如含有缺陷二十面体金属内核，不同之处在于Cu原子取代了与Cl配位的Au原子。因此，Au_11-xCu_x(dppf)₄Cl₂可视为Cu对Au₁₁(dppf)₄Cl₂模板团簇的掺杂。Cu原子的引入并未改变模板团簇Au₁₁(dppf)₄Cl₂的框架结构，但有效调控了电子结构，进而使其光吸收发生红移。

A novel extremely effective fluorescent zinc organic framework probe [Zn₆(L)₃(2, 2'-bpy)₄]·2H₂O}_n (Zn - MOF) for Cu²⁺ was prepared by a hydro - solvothermal method, where H₄L=1, 4 - bis(3, 5 - dicarboxyphenoxy) benzene and 2, 2' -bpy=2, 2'-bipyridine. Its synthesis, structure, thermal stability, and fluorescence sensing properties are described in this paper. Zn -MOF is capable of identifying Cu²⁺ and shows good stability according to the fluorescence quenching method. The fluorescence intensity of the Zn-MOF has demonstrated an essential linear connection with the Cu²⁺ concentration in a concentration range of 0- 1.2 µmol·L^-1, with a low limit of detection (LOD) of 67.1 nmol·L^-1. More crucially, the obtained results indicating that Zn-MOF selectively recognizes Cu²⁺ through weak interactions are corroborated by a systematic analysis of X - ray photoelectron spectroscopy, inductively coupled plasma- mass spectrometry, powder X- ray diffraction, and infrared spectra. Furthermore, this Zn-MOF demonstrates strong regeneration capability in five consecutive cycles.

采用有机法和水热法合成了Cu-石墨炔和CoNiWO₄并构建Cu-石墨炔/CoNiWO₄ S型异质结。在保留催化剂强氧化还原能力的同时，通过内建电场和能带弯曲的协同作用促进了光生载流子的高效分离和转移。Cu-石墨炔的引入有效提高了复合催化剂的光吸收能力和导电性，抑制了光生载流子的复合。同时，Cu-石墨炔独特的二维平面网络结构提供了丰富的活性位点，从而促进了光催化反应的进行。密度泛函理论（DFT）计算表明，Cu的表面等离子体共振效应产生的热电子转移到石墨炔上，促进氢气的析出。本研究为Cu-石墨炔和镍钴基催化剂在光催化制氢领域提供了新的参考。

采用一步溶剂热法在泡沫镍(NF)基底上原位生长Cu/α-FeOOH纳米复合材料，制备了自支撑Cu/α-FeOOH/NF催化剂。相比于α-FeOOH/NF催化剂，Cu的引入为α-FeOOH的生长提供了更多的附着点，使得催化剂表面更加粗糙，并增大了催化剂与反应物的接触面积。Cu和无定形的α-FeOOH之间存在晶态和非晶态的异质界面，改变了催化剂的电子结构，促进电子从Ni、Fe向Cu转移，从而显著增强了催化剂对甲醇的吸附和氧化。电化学测试表明，Cu/α-FeOOH/NF催化剂具有优异的甲醇氧化反应(MOR)和析氢反应(HER)性能。在Cu/α-FeOOH/NF催化剂同时作为阴极、阳极的Cu/α-FeOOH/NF||Cu/α-FeOOH/NF HER-MOR耦合电解水系统中，达到10 mA·cm^-2电流密度所需的电压比直接全水解系统降低了125 mV，且在较大电压(2.4 V)下能够稳定反应96 h。此外，阳极MOR产生了价值更高的甲酸盐，1.80 V下生成甲酸盐的法拉第效率高达97%。

分别采用反溶剂沉淀法和溶剂热法制备了两种不同形貌的Cu₂(Salen)₂纳米材料，通过红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对其进行了结构和形貌表征，并利用Olex2软件对该配合物的分子结构和配位情况进行了展示。本实验内容涉及有机合成、配位化学、纳米材料制备与表征、晶体结构分析软件应用等，将基础理论知识与现代科技手段有机统一，兼顾基础的同时，注重创新能力和综合素质的培养。本实验将前沿科研成果转化到实验教学实践中，使二者相互促进，形成良性循环。