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。

维生素D，被誉为“阳光维生素”，在维护人体健康中具有不可或缺的作用。本文从化学角度出发，生动形象地介绍了维生素D的形成过程、发现过程、其在生物学上的功能以及在日常生活中的应用。通过深入了解维生素D，我们能更好地认识并学会如何合理利用这一重要营养素来维护自身健康。

以《查理与巧克力工厂》小说为背景，简要介绍巧克力的化学成分。通过通俗易懂的方式介绍几种主流的3D打印技术及其原理，讨论食品3D打印在食品制造业的应用优势。同时，重点介绍巧克力3D打印的历史沿革、工作原理与口感风味。本文将日常生活中熟悉的食品与新颖的科学前沿结合，轻松易懂、易于阅读，充分达到大众科普的目的。

探索高效水分解光催化剂具有获得氢能源的巨大潜力。调控异质结界面可以有效地促进电荷载流子的分离和太阳能的利用，从而提高光催化活性。本工作使用了一种机械混合辅助自组装方法来构建NiPS₃ (NPS)纳米片(NSs)/C₃N₅ (CN) NSs (NPS/CN)异质结，即在二维(2D) CN NSs表面紧密沉积2D NPS NSs以形成2D/2D异质结构。在可见光下，通过在去离子水和海水中分解水生成氢气来评价样品的光催化性能。与CN NSs和NPS NSs相比，NPS/CN复合材料显示出较高的光催化产氢(PHE)活性，这是由于光捕获能力增加和异质结形成的协同作用所致。然而，过量的NPS NSs沉积在CN NSs表面会降低NPS/CN中CN NSs组分的光吸收，从而降低NPS/CN复合材料的PHE活性。这表明，NPS/CN复合材料要获得良好的光催化活性，需要两个组分之间适当的质量比。优化后的光催化剂(3-NPS/CN)具有良好的结构稳定性，在可见光下PHE效率最高，为47.71 μmol∙h⁻¹，是CN NSs的2385.50倍。此外，3-NPS/CN在海水中也表现出良好的PHE活性，反应速率为8.99 μmol∙h⁻¹。采用光电化学、稳态光致发光(PL)、时间分辨光致发光(TR-PL)、稳态表面光电压(SPV)和时间分辨表面光电压(TPV)技术研究了不同光催化剂上的电荷分离和迁移。根据表征结果提出了一种可能的PHE机理。在NPS/CN光催化剂中，由于CN NSs和NPS NSs之间的电位差和强的界面电子耦合，光生电子从CN NSs的导带迅速迁移到NPS NSs的导带。然后，聚积在NPS NSs组份导带上的光生电子可以有效地还原质子生成氢气分子。同时，在三乙醇胺(TEOA)分子存在下，CN NSs和NPS NSs的价带上的光生空穴被消耗。本研究提供了一种简单的2D/2D异质结构光催化剂制备方法，该方法对于构建高效二维异质结光催化剂在能源领域中的应用具有重要价值。

实验教育是一种被广泛认可的教学方法，通过实践活动来培养学生的问题解决能力和创新思维。而3D打印多元合金材料是当前电催化中备受关注的领域。本文将实验教育与3D打印合金相结合，研究了其对学生的影响和教育效果。本文首先介绍了实验教育的重要性和作用，以及合金材料的特点和应用前景。其次，讨论了3D打印技术在合金制备中的应用潜力。通过让学生参与实验设计和进行实验来提高学生的参与度、学习动机和科学素养。本研究旨在为教育实践提供新思路和方法，培养学生的科学思维和实践能力，为材料科学和工程领域培养更多的创新人才。

目前3D打印教学实验的内容大都是利用商业化聚合物让学生初步了解3D打印的基本流程。这种基础实验难以让学生接触到前沿的新型材料，对于新材料如何与3D打印技术结合这些底层科学问题也往往被忽略。高分子凝胶具有富溶剂特性和良好的生物相容性，在组织工程、药物输送、柔性电子等诸多领域都有着广泛的应用前景。本实验结合了作者近期的科研成果，在给学生指定新型凝胶基材料之后(水凝胶/有机凝胶)，引导学生探索调控凝胶基材料的流变学性能和溶胀性能，并将凝胶基材料和3D打印技术有效地结合起来，从而对这种先进材料的加工方式有更加具体的了解。本实验的教学设计，强化了学生对诺贝尔奖成果的深入理解，并增强了学生运用所学专业知识服务国家发展需求的意识，培养了学生勇于探索的创新精神和分工合作的团队意识。

S型异质结光催化剂因其能够同时促进光生载流子的分离，并优化光催化剂的还原和氧化能力，而被广泛应用于光催化CO₂转化中。尽管S型异质结具有巨大的潜力，但其光催化CO₂转化性能仍然有限，这主要是由于其界面光生载流子迁移缓慢和光利用效率差。本文报道了一种具有0D/2D接触界面的InOOH/ZnIn₂S₄空心球S型异质结，以提高光催化CO₂转化性能。具体来说，空心球结构可以允许入射光在光催化剂内进行多重反射，以增强光利用效率。此外，0D/2D接触界面可以促进光生载流子在InOOH/ZnIn₂S₄空心球S型异质结上的迁移速率。结合原位光照X射线光电子能谱表征和自由基捕获实验，确认了InOOH和ZnIn₂S₄上光生空穴和电子的空间分离，有利于高效利用光生载流子进行光催化CO₂转化。因此，优化后的InOOH/ZnIn₂S₄展示了比原始ZnIn₂S₄高出25.8倍的光催化CO₂转化性能。本工作展示了一种简单而有效的策略，用于提高S型异质结的界面光电荷载流子迁移和光利用效率。

针对高分子化学本科教学中“活性自由基聚合”知识点抽象，学生难以理解的教学难题，开展了光引发可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合3D打印实验。实验首先合成O-(乙基)-S-(2-丙酸乙酯基)黄原酸酯(EXEP)，随后使用商用光敏树脂，进行添加/不添加EXEP条件下的3D打印。随后使用得到的打印体开展荧光功能后修饰与焊接对比实验。通过对比实验现象，深入理解活性自由基聚合机理及其对产物后功能化能力的影响，实现“活性自由基聚合”原理的“可视化”和实例化应用展示。本实验将基础理论有机融合到趣味实验中，实验耗时合理，操作简便，效果明显，符合本科教学实验基本要求，有助于提升学生综合分析能力，激发学生深入研究的兴趣，培养其创新意识及拓展延伸的能力。

柔性钙钛矿器件是未来柔性光电技术的研究热点。结合3D打印光聚合物技术，可实现柔性钙钛矿荧光器件的兼容制造。其研究内容属交叉学科前沿，涵盖材料、高分子、化学、半导体物理、柔性电子等相关领域专业知识。为培养本科生的创新意识和科研思维，巩固专业理论知识和动手能力，我们设计了一项3D打印柔性钙钛矿荧光发光凝胶的创新实验。实验包括3D打印成型、钙钛矿结晶后处理、实验结果表征分析等过程，可以让学生亲身参与实践。在自主完成钙钛矿柔性器件全流程制备的同时，也能培养科研兴趣和分析解决问题的综合能力，从而达到创新型教学实验目的。

共价有机框架(COF)材料因其独特的结构和物理化学特性成为一种很有前景的光催化剂。为了提高其光催化性能，大量的金属单原子(MSA)被负载在COF上以促进分子吸附。然而，吸附性能增强的内在机理和主导因素尚未被深入揭示。本文通过在单层TpBpy-COF中分别引入Fe、Co、Ni和Cu单原子，构建了4个MSA-COF体系。利用密度泛函理论计算研究了不同金属原子修饰对COF的电子性质和O₂吸附的影响。结果表明，金属原子与吡啶氮原子成键，形成稳定的MSA-COF结构。金属原子的引入减小了COF的带隙，抬高了COF的费米能级。此外，随着金属原子序数的增加，金属原子的d轨道逐渐向低能级方向移动，表现为d带中心负移。金属原子负载后，COF对O₂的弱物理吸附转变为强化学吸附，形成了M―O_ads键，并发生强烈的电子转移。有趣的是，吸附能与金属原子的d带中心呈现出很强的相关性。该结果可以从吸附体系反键轨道的电子占据情况的角度来理解。本研究为通过调节金属原子的d带中心来优化MSA-COF上的分子吸附提供了一种可行思路。