采用同源金属V₂CF_x MXene作为前驱体制备了三氧化二钒@多孔碳(V₂O₃@porous carbon，V₂O₃@PC)纳米片作为电容去离子(CDI)阳极，研究其脱盐特性。实验探究了在不同在碳化温度下V₂O₃@PC的结构、结晶度、润湿性、石墨化程度和电化学特性。研究表明，所制备的V₂O₃@PC呈现出典型的2D纳米片结构，高结晶度的V₂O₃纳米颗粒被高石墨化度的PC牢牢束缚。这种结构具有良好的界面润湿性和高导电性，因而可以促进电解质的渗透，加速界面电荷的转移以并促进盐离子的传输和扩散。此外，PC也能较好的抑制V₂O₃在多次循环后的体积膨胀。电化学结果表明，V的可逆电化学转化在一定程度上提高了Na⁺的储存。当电压为1.2 V时，NaCl电导率为1000 μS·cm⁻¹时，优化后的V₂O₃@PC电极具有高达2.20 mmol∙g⁻¹的脱盐容量，0.13 mmol∙g⁻¹∙min⁻¹的脱盐速率，62%的水回收率以及24.0 Wh∙m⁻³的低能耗。

通过较为简单的水热法制备了V掺杂MnO₂(VMO)，并研究了其作为水系锌离子电池(ZIB)正极材料的电化学性能。材料表征和电化学性能结果表明V被均匀地掺杂到MnO₂中。V掺杂不仅扩大了MnO₂的层间距，增加了比表面积，还提高了其内部离子电导率。组装成的ZIB在电流密度为0.1 A·g^-1的条件下，初始放电容量可达362 mAh·g^-1。V的掺杂使MnO₂的晶格结构更加稳定，Jahn-Teller畸变效应减弱，电极材料的结构稳定性提高。当电流密度为1 A·g^-1时，经过300圈的充放电循环后，其放电容量仍然能够达到初始容量的87%。

以V₂O₅/TiO₂催化剂为基体，制备了一系列Ce、Mn改性催化剂，并结合氮气吸附-脱附、X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜分析了催化剂的结构及活性组成，探究了其反应活性。结果表明，制备的改性V₂O₅/TiO₂催化剂分散性好，Ce-Mn双金属改性提高了催化剂的NH₃转化率和N₂选择性。Ce、Mn负载量(Ce或Mn与TiO₂的质量比)分别为8%、6%时，310℃下改性材料的NH₃转化率为100%，N₂选择性为78%。原位漫反射傅里叶变换红外光谱表征显示催化剂表面羟基吸附的NH₃会优先参与反应，温度升高后催化剂表面的Brønsted和Lewis酸位点上吸附的NH₃开始参与反应，较高温度下Lewis酸位点是主要的NH₃转化位点。

钠离子电池被广泛研究用于储能应用，但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na_3.5−xMn_0.5V_1.5−xZr_x(PO₄)₃/C材料，并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对电化学性能的影响。通过在Mn和V的基础上引入Zr，提出一种激活V⁴⁺/V⁵⁺氧化还原反应新的策略，从而提升能量密度。此外，Zr掺入通过拓宽离子通道并产生额外的钠离子空位，显著促进钠离子迁移，增强电极反应动力学和整体性能。结果表明，Na_3.4Mn_0.5V_1.4Zr_0.1(PO₄)₃/C材料表现出优异的循环稳定性，在800次循环后保持90%的容量，并具备高倍率性能(20C时，放电比容量为84 mAh∙g⁻¹)，显著优于原始的Na_3.5Mn_0.5V_1.5(PO₄)₃/C材料。该研究为开发高效且可持续钠离子电池提供了有效途径。

以p-V图的绘制为例，在物理化学教学中展开项目式教学。设计(等温/绝热/多方)可逆过程p-V图和绝热可逆过程与绝热不可逆过程p-V图的绘制两个任务，指导学生从不同角度分析问题、解决问题。学生在团队合作中体会抓住事物本质解决问题的必要性；并且，学生的团队协作精神、思维深度和分析解决问题的能力也得到进一步提升。

Na₃V₂(PO₄)₃ (NVP)因其NASICON型框架结构可实现高效可逆的钠离子脱嵌，因此被认为是一种极具前景的钠离子电池正极材料。然而，其实际性能受限于高倍率下的缓慢电荷转移和循环稳定性不足。本研究采用简易浸渍法在NVP颗粒表面沉积Nb₂O₅，旨在提升材料的高倍率性能和长循环稳定性。结构与光谱分析(XRD、电子显微镜、拉曼光谱、XPS和X射线荧光光谱)证实包覆后NVP仍保持良好的结晶性，且Nb₂O₅均匀分布于颗粒表面而不影响钠离子的可逆脱嵌。电化学测试表明，与未包覆样品相比，Nb₂O₅包覆样品中Na⁺扩散系数显著提高，从而提升了高倍率性能和循环稳定性，其中3% Nb₂O₅包覆样品表现出最高的扩散系数和最优异的循环稳定性。循环伏安和阻抗测试结果表明，包覆样品的表面电容增强，从而促进了钠离子的快速存储。XPS结果显示Nb₂O₅可清除电解液中的痕量HF，避免了其对NVP电极结构的破坏。长循环测试验证了包覆电极结构的长期稳定性。这些结果表明，Nb₂O₅包覆是解决NVP电极本征缺陷的有效策略，为开发高性能钠离子电池提供了可行途径。

人工智能生成内容(AIGC)——由AI系统无需人工干预自主生成的内容——已显著提升多个领域的效率。然而，材料科学中的AIGC技术面临双重挑战：既要高效发现超越现有数据库范围的新型材料，又需确保晶体结构的对称性与稳定性。为应对该挑战，我们开发了T2MAT(文本到材料)，这是一种端到端智能体，能够通过全面探索化学空间并结合全自动第一性原理验证，将用户输入的文本转化为超越现有数据库范围、具有目标性能的新型材料结构的逆向设计。此外，我们提出CGTNet (晶体图变换器网络)，这是一种专门用于捕捉长程相互作用的图神经网络，可显著提高性质预测的准确性和数据效率，从而增强逆向设计的可靠性。通过这些创新，T2MAT降低了对人类专业知识的依赖，加速了高性能功能材料的发现，为真正全自动的材料设计铺平了道路。

学术界在表述环加成反应时，(m + n + …)和[m + n + …]环加成混用，不利于准确的学术交流。本文介绍了国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定的两种环加成反应表述方式，指明了它们的准确含义和使用环境。

铬黑T是一种常见的金属离子指示剂，其颜色随溶液pH值不同而变化，且与其金属离子络合物颜色有明显差异，可有效指示反应终点，在分析化学领域有广泛应用。本文用计算化学方法研究了铬黑T及其典型金属离子(Mg²⁺、Ca²⁺)络合物的分子结构，计算了它们的紫外可见光谱，分析了其分子结构与电子光谱之间的内在关联，并使用紫外-可见吸收光谱法测定了不同pH值的铬黑T溶液及其钙、镁络合物的吸收光谱。理论与实验研究相结合阐释了铬黑T指示剂的显色和变色原理，研究结果有助于加深对铬黑T结构-性能关系的理解。

通过一步水热法成功制备了一种水系锌离子电池正极材料——富1T相的MoS₂(1T′-MoS₂)。表征结果与密度泛函理论(DFT)模拟计算表明，1T′-MoS₂的电导率明显高于2H-MoS₂，并且含有丰富的硫缺陷。这有助于大幅提升离子扩散速率和电荷转移速率，优化材料的电化学和动力学性能。因此，采用1T′-MoS₂组装的电池在0.1 A·g^-1的电流密度下，首次放电容量高达202 mAh·g^-1。此外，在大电流密度下(1 A·g^-1)，其经过500次恒电流充放电循环后，电池的容量保持率为92%，显示出较高的容量和长循环稳定性。