以前驱簇[Et₄N][Tp*WS₃(CuCl)₃]与三氟甲烷磺酸银(AgOTf)及3个有机桥联配体2，5-二(吡啶-4-基)噻吩(L₁)、5，5'-双(4-吡啶基)-2, 2'-双噻吩(L₂)和2，7-双(4-吡啶基)芘(L₃)分别反应，得到了3个阳离子型W/Cu/S簇基超分子大环化合物[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)(L₁)]₂(OTf)₂(1)、[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)(L₂)]₂(OTf)₂·2CHCl₃(2·2CHCl₃)和[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)(L₃)]₂(OTf)₂·2DMF (3·2DMF)，其中Tp*=hydridotris (3，5-dimethylpyrazol-1-yl) borate。对3个化合物分别进行了单晶X射线衍射、核磁、质谱、红外光谱、紫外可见光谱和元素分析等结构表征。单晶X射线衍射结果表明，3个大环的主体均是由2个L₁、L₂和L₃配体和3个氯桥连接的[(Tp*WS₃Cu₃)₂(μ-Cl)₂(μ₄-Cl)]²⁺阳离子簇核组成。3个大环通过不同方式堆叠形成三维结构。核磁氢谱(¹H NMR)和电喷雾飞行质谱(ESI-TOF MS)结果表明这些化合物在溶液中有较好的稳定性。Z扫描测试结果表明，3个化合物的溶液有一定的三阶非线性光学响应。

通过原位溶剂热法构建了富含氧空位的缺陷氧化钨(W₁₈O₄₉)/还原氧化石墨烯(rGO)复合光热催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱等对复合催化剂的组成与结构进行了详细表征。在常压、不外加热源、光照下，W₁₈O₄₉/rGO复合光热催化剂具有优异的CO₂环加成反应活性，展现出最高95%的碳酸苯乙烯酯产率(173 mmol·g^-1·h^-1)，并在多次循环实验中具有不错的循环稳定性。上述结果表明rGO的引入扩充了W₁₈O₄₉/rGO复合光热催化剂的比表面积、提高其对CO₂的吸附容量、增加其光吸收和光生电荷传输效率，通过光催化与热催化的耦合作用显著提升了催化性能。

以2-氨基对苯二甲酸(H₂ATA)为配体，通过溶剂热法合成了Zr基MOF：NH₂-UiO-66，继而以氯化钨为前驱体，通过溶剂热法实现了富含氧空位的缺陷氧化钨(W₁₈O₄₉)在NH₂-UiO-66上的原位生长，构建了具有典型Ⅱ型异质结的复合光催化剂W₁₈O₄₉/NH₂-UiO-66。通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对催化剂的组成与结构进行了表征。在室温常压、模拟太阳光下，以氧化苯乙烯为模型底物，对所有样品的光催化活性进行了考察，W₁₈O₄₉/NH₂-UiO-66展现了最高的碳酸苯乙烯酯产率(58 mmol·g^-1·h^-1)。

采用溶胶-凝胶法制备Eu³⁺离子掺杂Sc₂W₃O₁₂红色荧光粉，并通过Gd³⁺掺杂降低Sc₂W₃O₁₂基质晶体结构的对称性，增强荧光粉的发光强度。结果显示，Gd³⁺的掺入并没有改变Sc₂W₃O₁₂的晶体结构；随着Gd³⁺掺杂浓度的递增，晶格畸变加剧，来源于Eu³⁺的 ⁵D₀→⁷F₂(612 nm)发光强度显著增强，Gd³⁺最佳掺杂浓度为0.25，其发光强度为单掺Eu³⁺的1.95倍，色坐标为(0.613 4，0.350 3)，与标准红光色坐标(0.670，0.330)较为接近。此外，荧光粉具有一定的热稳定性，即当温度达到498 K时，Gd³⁺离子掺杂浓度为0.25时制备的样品荧光强度与未掺杂Gd³⁺离子的样品相比得到了提升，是室温下的53%，其激活能为0.104 1 eV。

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。

过渡金属羟基氧化物已被证明是水氧化反应的可靠助催化剂。然而，在水氧化过程中它们对H₂O及其中间产物的吸附能力不足，极大制约了水氧化速率的提高。在本研究中，H₂O及其中间体在MnOOH助剂的缺电子Mn^(3+δ)+上的自发增强吸附可以极大地促进水的快速氧化，从而在纯水体系中实现高效的光催化H₂O₂生成。首先，无定型MnOOH通过定向光诱导氧化方法选择性地沉积在AuPd改性的单晶BiVO₄光催化剂的(110)面上，从而制备了AuPd/BiVO₄/MnOOH光催化剂。光催化实验表明，所制备的AuPd/BiVO₄/MnOOH (0.5%)光催化剂的H₂O₂产生速率达到214 μmol∙L⁻¹，并表现出良好的稳定性和重现性。密度泛函理论计算和X射线光电子能谱表征表明，MnOOH的自由电子可以有效地转移到BiVO₄上，诱导缺电子Mn位(Mn^(3+δ)+)的产生，从而自发地促进H₂O及其中间体的吸附，增强四电子WOR反应，导致H₂O₂的高效生成。本文关于助催化剂与主体催化剂之间强相互作用的工作为其它高效催化材料的合理设计提供了一种新的思路。

采用机械剥离法制备了2H相α-In₂Se₃[α-In₂Se₃(2H)]纳米片。通过X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)、拉曼光谱、球差电镜和压电力显微镜对纳米片的结构和铁电性能进行详细表征，确定纳米片为具有特殊结构的α-In₂Se₃(2H)铁电材料。进一步在SiO₂/Si基片上成功构造了基于α-In₂Se₃(2H)铁电的平面四端器件，详细研究其在各个方向的光响应。结果表明，具有本征结构的α-In₂Se₃(2H)在相互垂直方向均没有光响应。在器件两端分别施加电压后，α-In₂Se₃(2H)器件在相互垂直方向均出现了明显的光响应，尤其在接近于易极化轴方向施加电压后，α-In₂Se₃(2H)器件出现了各向异性光响应。