化学基础国家级实验教学示范中心(北京大学)始终鼓励实验技术人员在完成教学支撑工作的基础上，结合个人专业特长和兴趣爱好参与其他工作。本文主要介绍了近年来技术人员在参与实验教学及教学改革、教学仪器研制与改进、实验室建设及社会服务等方面的具体做法，通过调动实验技术人员的主观能动性，释放个人创新潜能，促进技术人员素质的全面提升和个性化发展。

在自然界中，季节变换带来了树叶色彩的丰富变化，尤其是秋天的树叶变色现象，吸引了无数目光和科学探索。但在这背后，是一系列复杂的化学变化和色素分子结构的巧妙调整。本文将深入探讨秋天树叶变色的化学结构基础。

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与十二烷基硫酸钠(SDS)通过阳离子架桥形成的拟聚阴离子为软模板，通过改变PVP、SDS和纳米材料前驱体氯金酸(HAuCl₄)浓度以及反应时间等因素，调控还原产物金纳米花形貌及粒径。表面张力、电导率、毛细管电泳及Zeta电位等实验结果表明PVP-SDS-HAuCl₄形成新的拟聚阴离子，透射电子显微镜和X射线衍射结果表明SDS、PVP和HAuCl₄的较低浓度组合更易获得表面凸起丰富的金纳米花。PVP-SDS拟聚阴离子发挥了二级软模板作用，在PVP (50 g·L⁻¹)-SDS (2 mmol·L⁻¹)-HAuCl₄ (0.25 mmol·L⁻¹)溶液中调控合成的金纳米花为{111}晶面为主的面心立方结构，其平均等效粒径为108 nm，且表面上密集分布约16.5 nm的凸起。该金纳米花有较强的表面增强拉曼散射(SERS)活性，探针分子罗丹明6G的SERS信号强度依赖于金纳米花的表面凸起形貌。该研究中金纳米花的SERS增强因子最高达6.71 × 10⁷，优于同类金纳米花的文献报道水平(10⁶)；尽管低于石墨负载的金纳米粒子(1 × 10⁸)或阳离子软模板合成的金纳米棒(5 × 10⁹)，但成功避免了基质干扰或阳离子强吸附使应用受限。

采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs)，通过简单的超声自组装将C₆₀修饰在MoP-CFs表面，形成范德瓦耳斯异质结。研究其电催化析氢性能发现，C₆₀的修饰能够有效降低电催化析氢过电位。其中，10% C₆₀-MoP-CFs样品(10%为C₆₀的质量分数)表现出最佳催化活性，在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm^-2的电流密度时，所需要的过电位分别为158和157 mV，并且具有至少20 h的电催化稳定性。C₆₀与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C₆₀迁移到MoP-CFs表面，有助于减小电荷传输阻力，加快电催化析氢界面反应动力学过程。

A novel Cu-based composite with unique three-dimensional (3D) nanoflower-like morphology and mesoporous structure (abbreviated as Cu-NF) was developed, using zeolitic imidazolate framework-67 (ZIF-67) as precursor via facile Cu ion etching, followed by low-temperature calcination strategy. The mass ratio of Cu²⁺ to ZIF-67 played a key role in morphology control. Additionally, low-temperature calcination changed the chemical components of the active sites and improved the porosity for mass transportation with the original morphology preserved. Sample Cu-NF-300, calcined at 300 ℃ displayed the best oxygen evolution reaction (OER) performance among all the samples, with a small overpotential of 347 mV in 1.0 mol·L^-1 KOH and a low Tafel slope of 93 mV·dec^-1 for OER. Significant improvement in the electrochemical activity is attributed to the 3D superstructure and low-temperature calcination activation, which offer a simple synthetic strategy for the fabrication of Cu-based electrocatalysts for OER.

近年来，针对具有可控元素分布的铜基多金属纳米晶作为CO₂还原反应(CO₂RR)的电催化剂，开展了广泛研究。通过对铜电催化剂进行二次甚至多次的金属元素修饰，能够有效改变其整体d带结构并引起d带中心的位移。这种变化可以影响铜对关键中间体的表面亲和力，从而影响后续的催化途径。除了调整电子结构，形貌工程也成为提高CO₂RR电催化性能的有效手段。相对于随机形状的球形颗粒，基于二维纳米片构建的三维多孔结构有利于最大限度地暴露表面原子，为催化过程中产生的关键中间体提供丰富的扩散通道和反应中心。然而，通过设计合成路线构建这种类型的纳米结构是一项技术挑战，传统的分步自组装策略耗时且难以精确控制结构。因此，本研究旨在实现高纯度制备这种独特的纳米结构，并精确调控元素组成和电子结构，以探索结构优势与CO₂RR电化学性能改善之间的潜在关系，具有重要的应用价值。在此研究中，合理设计了钯-铜-银(Pd-Cu-Ag)纳米晶的二维-三维杂化结构，实现了可控的合成过程，并验证了其在电化学CO₂RR中的应用潜力。合成过程中，通过使用封装剂十八烷基三甲基氯化铵，成功地将Au@Cu_xO纳米球转化为层状CuAg纳米花(HNFs)，并原位保留了纳米薄片作为构建单元。通过对CuAg HNFs与Na₂PdCl₄进行电偶置换，除去了Ag和Cu，引入了零价的Pd，并在纳米片上形成了大量孔隙。对这些CuAg基电催化剂进行了CO₂RR测试，结果显示Pd_0.7Cu_40.0Ag_59.7 PHNFs在C₂₊产物选择性(69.5%)和C₂₊分电流密度(−349.1 mA∙cm⁻²)方面表现出最佳性能。密度泛函理论(DFT)模拟表明，PdAgCu表面具有独特的电子性质，降低了C-C偶联反应的能垒，凸显了Pd掺杂对CuAg电催化剂CO₂还原的卓越性能。本研究为基于多孔纳米薄片构建多层次多金属纳米结构提供了一种直观方法，并验证了其在电催化方面的结构优势，为高效的CO₂RR催化剂的合理设计提供了依据。

利用两种能带结构相匹配的半导体设计异质结，是实现太阳能驱动光催化制氢的重要策略之一。特别是S型异质结能够显著加速光生载流子的空间分离和迁移，同时保持较强的氧化还原能力。本文采用化学气相沉积工艺成功合成了红磷(RP)修饰的CeO₂(CeO₂/RP)的分级S型复合材料。在模拟太阳光照射下，优化的CeO₂/RP S型异质结表现出了高效的光催化产氢速率，达到297.8 μmol∙h^-1∙g^-1，分别是纯CeO₂和RP的8.8倍和5.7倍。这种高效的光催化制氢能力主要归因于界面上P—O—Ce键的存在，提供了有效的电荷转移通道，以及CeO₂和RP之间形成的内置电场。光生电荷转移路径遵循S型机制，内建电场促使CeO₂导带上的光生电子与RP价带上的光生空穴复合，从而使具有较高氧化还原电位的光生电子和空穴分别保留在RP的导带和CeO₂的价带上。这项工作为开发具有优异光催化制氢性能的S型异质结光催化系统提供了新的见解和方法。