漆在中国数千年的使用沉淀出独特的漆艺文化。这里的“漆”是指大漆，从漆树中采集，主要成分漆酚通过化学反应形成漆膜，漆膜具有防潮、耐高温、耐酸碱等优良性质。大漆与色粉混合可以调制出光彩照人的色漆，被广泛地应用于髹饰、设备防腐和文物修复等。将科学与文化相结合，普漆中化学，传漆艺非遗，本文从化学的视角出发，介绍大漆中的化学成分和性质，从漆酚到漆膜发生的化学反应，设计一系列科普实验验证什么是大漆及其优良性质，让科普对象深切体会化学无处不在、化学的重要应用；介绍漆的发展历程，增加中小学生动手参与漆器制作和漆画绘制等梯度科普环节，锻炼青少年的动手能力，传递漆文化与漆艺人的工匠精神。通过糅合漆艺和化学，使科普对象领略到漆艺之美，认识到化学在漆中的重要作用，激发对化学的兴趣，从而达到弘扬漆艺非遗文化和传播化学科学知识的目的。

采用种子生长法制备金纳米棒(AuNRs)以构建光学传感器，用于Fe³⁺和Cu²⁺的高选择性快速可视化检测。在酸性环境中，Fe³⁺和Cu²⁺通过与KI溶液反应，将I^-氧化成I₂。I₂刻蚀AuNRs，导致其纵向表面等离子体共振(LSPR)吸收峰蓝移，从而实现对Fe³⁺和Cu²⁺的检测。结果表明，反应温度为50 ℃时，添加0.8 mL 0.1 mol·L^-1 HCl、2 mL AuNRs生长液和20 mmol·L^-1 KI溶液，与2 mL 500 μmol·L^-1 Fe³⁺或30 μmol·L^-1 Cu²⁺反应25或90 min，可将AuNRs刻蚀至LSPR吸收峰消失。该方法对Fe³⁺和Cu²⁺检测具有高选择性和准确性，对于Fe³⁺、Cu²⁺共存体系的检测，可通过加入适量F^-与Fe³⁺生成配合物[FeF₆]^3-完成对Fe³⁺的化学掩蔽，消除Fe³⁺的干扰，实现共存体系中Cu²⁺的准确检测。

试纸——通常指的是经过化学处理以后可对特定对象产生颜色变化的一类纸基产品，是人们进行快速检测分析的好帮手。本实验在玻璃纤维滤纸表面改性的基础上，设计了一种基于稀土配合物荧光传感特性的重金属离子检测试纸，充分展示了其在检测水中是否含有重金属离子方面的有效性与便捷性。创新设计的验“金”试纸在检测水源重金属离子污染方面大有用途，充分凸显了化学在促进生态文明建设方面大有可为。试纸的制作过程简单、安全与环保，所得验“金”试纸实用、易用与好用，实验过程既能科普试纸的一般制作与检验原理，又能激发学生进行科学探索与应用实践的兴趣，并在试纸使用的过程中传播生态文明的理念。本实验简单、易重复、门槛低、绿色环保且安全，实验过程具有独特的色彩美学，令人印象深刻，既适合在公众场所开展科普实验，又适合在小学高年级、中学和各本专科院校的实验教学中开展和普及。

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。

金纳米棒在光学、电学、信息学和生物医学等领域具有广泛的应用。然而，一些具有特殊要求的金纳米棒还不能通过常规的方法制备。在本研究中，我们创新地将十二醇(LA)分子引入到传统种子生长方法中，成功实现了具有固定宽度的不同长径比(AR)金纳米棒(FW-Au NR)的按需制备。此外，通过合理地选择相应的反应条件(如氯金酸和硝酸银的浓度)，可以在130–38.4，109–26.4和16–46 nm范围之间分别调节FW²³-Au NRs，FW¹⁴-Au NRs和FW^6.5-Au NRs (右上角的标注数字表示金纳米棒的宽度)的长度。即，可在一个较大的长度范围内调节具有固定宽度的金纳米棒的长径比。并且，在合适浓度的十二醇，0.24–0.30 mmol∙L⁻¹范围内调节硝酸银浓度，可以使这些金纳米棒的宽度固定在6.5–23 nm之间。另外，实现FW-Au NRs制备的关键是银离子和十二醇分子对分布在金种子晶面上的CTA-Br-Ag⁺化合物的密度的协同影响。

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其优异的光伏性能(PCE)和简单的制备工艺而受到广泛关注。然而，界面处的电荷复合是制约PSCs光电转换效率进一步提高的关键因素。本文基于旋涂镀膜法利用室温合成的六氯锡酸铵(AH)晶体对钙钛矿薄膜(PSK)和电子传输层之间的界面进行修饰。AH是一种无机锡基钙钛矿材料，可以钝化PSK中的缺陷，建立更好的晶格匹配，从而提高PSK的质量和结晶度。开尔文探针力显微镜结果证实，AH促进了光生电子的定向迁移。飞秒瞬态吸收光谱结果说明AH有效缩短了电子抽取寿命，促进了界面电子转移。基于AH改性的优点，AH修饰的PSCs具有更高的PCE和更小的迟滞效应。

近年来，金纳米粒子被发现具有纳米酶特性，可以模拟天然过氧化物酶催化过氧化氢分解。本实验选用明胶还原制备金纳米粒子，通过紫外-可见分光光度法测定金纳米粒子催化过氧化氢分解反应的米氏常数。将科学前沿概念“纳米酶”设计成适合本科生的物理化学动力学实验，既可锻炼学生的综合能力，又能激发学生对化学实验的兴趣与民族自豪感。

光催化合成过氧化氢(H₂O₂)是一种至关重要的清洁能源转化过程，涉及对氧气的两电子还原。然而，这一过程常常受限于缓慢的水氧化反应，后者需要光生空穴的参与。为了应对此挑战，我们设计了一种双功能的S型ZnO/CdIn₂S₄异质结体系，将H₂O₂生成与增值的苄胺(BA)氧化反应进行耦合。在此双功能光催化系统中，CdIn₂S₄中的光生电子可以高效地还原O₂生成H₂O₂，而ZnO中的光生空穴则选择性地将BA氧化为N-亚苄基苄胺。得益于S型异质结的优势，相比于纯ZnO或CdIn₂S₄，优化后的ZnO/CdIn₂S₄光催化剂展示出显著更高的H₂O₂生成速率(386 μmol·L⁻¹·h⁻¹)和BA转化率(81%)。飞秒瞬态吸收光谱(fs-TA)结果说明，ZnO/CdIn₂S₄复合材料在光的激发下，在ZnO导带(CB)和CdIn₂S₄价带(VB)之间发生超快S型电子转移。此外，ZnO的VB空穴和CdIn₂S₄的CB电子的及时消耗，有助于加速ZnO/CdIn₂S₄ S型异质结界面中的电荷转移。本文中ZnO/CdIn₂S₄ S型光催化体系的创新设计为高效的双功能异质结光催化系统的开发提供了新的思路，并引入了一种利用fs-TA光谱研究S型异质结的新方法。

为全面推进科教融合，推进化学实验教学的改革，本文以金纳米粒子实验为例，在综合化学实验中引入“科学、技术、社会(STS)理念”，通过“课题”形式开展本科实验教学。将科研方法和科学技术融入本科教学，让学生掌握科学研究方法和最新的科学技术，培养学生科研实践探索能力，实现科学与技术在社会中得到应用的获得感。

使用菲咯啉官能化咪唑盐配体((HL) PF₆，L=3-苄基-1-[2-(1, 10-菲咯啉)咪唑叶立德])分别合成了一个双核氮杂环卡宾(NHC)银配合物NHC-Ag₂和一个异核的氮杂环卡宾银/金双金属配合物NHC-Ag/Au。通过NMR和元素分析对NHC前体和金属配合物进行了表征。单晶衍射分析表明，这2个配合物具有类似的结构，2个金属中心原子分别由2个配体的4个菲咯啉氮原子和2个卡宾碳原子配位，呈四面体和直线型构型。体外细胞毒性研究表明，配合物NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au具有比它们的前体咪唑盐配体和顺铂更强的抗癌活性。如在结肠癌LoVo细胞中，NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au的IC₅₀值(半抑制浓度)分别为(5.6±0.3)μmol·L^-1和(6.4±0.3)μmol·L^-1，均优于顺铂的细胞毒性。机制研究表明，配合物NHC-Ag₂和NHC-Ag/Au引起了LoVo细胞内线粒体膜电位变化和活性氧(ROS)的过度产生，最终导致细胞膜通透性增加和细胞死亡。