笔者在大学入学之初就受教于华彤文老师，后来跟随华老师做研究、搞教学、写教材，直至担任《大学化学》主编时依然听取华老师的教诲。在此文中分享40余年来近距离观察、感受和学习华老师严谨治学、勇于担当的教学与研究的态度和方法，期待我国的化学教育教学事业薪火相传，持续发展。

将本科课程中的脑文格反应等有机化学内容与有机太阳能电池研究前沿紧密结合，通过实验让学生深入了解有机化学课程中的化学反应。该实验利用脑文格反应合成了一个宽带隙的稠环电子受体材料A831，通过对实验数据进行分析，确定材料是通过削弱端基的拉电子能力，提升了材料的最低未占有分子轨道(LUMO)能级，进而获得高电压的有机太阳能电池。该实验充分培养了学生运用基础知识解决科研问题的能力，体现了“基础知识–实际应用”的有机实验教学模式，适合作为面向高年级本科生的综合实验教学课程。

基于淀粉糊化机制低温合成了四方相BaTiO₃粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱对合成粉体的形貌、物相进行表征；在超声条件下，以系列典型染料为降解对象测试BaTiO₃压电催化性能。结果显示，煅烧温度为600 ℃时即可获得四方相BaTiO₃粉体，且随着温度的提升，结晶度逐渐增加；当煅烧温度为700 ℃时，合成的BaTiO₃粉体尺寸分布均匀，分散度良好，呈现类立方体状；在超声驱动下，BaTiO₃降解罗丹明B、刚果红、甲基橙染料时均展现出良好的效果，反应速率常数分别为1.090×10^-2、1.113×10^-2、1.084×10^-2 min^-1，并以降解刚果红为对象揭示其压电催化的机理，即空穴和超氧自由基是降解过程中的主要反应物质。

合成了颗粒状、立方体状、纤维状和片状的BaTiO₃粉体，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱对合成粉体的物相、形貌进行表征；比较不同形貌、催化条件下BaTiO₃粉体的压电催化活性，并结合有限元分析解释了压电催化活性差异的原因。结果显示，片状形貌下的BaTiO₃粉体具有压电催化活性优势，原因在于其产生了高压电势。且当催化剂固含量为2 g·L^-1、超声频率为40 kHz、染料质量浓度为5 mg·L^-1时具有较优的催化活性，并结合自由基捕获实验揭示了片状BaTiO₃压电催化降解罗丹明B (RhB)染料的机制，即超氧自由基和羟基自由基作为主要反应物实现了污染物的降解。

为改善光催化剂的载流子复合效率高、光响应能力差的问题，利用碱性KOH的“剪切效应”原位合成了具有可见光响应能力的Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃复合压电-光催化剂，通过BaTiO₃持有的内置电场调制Bi₁₂TiO₂₀的光生载流子运输行为，提升其分离效率。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜对合成粉体的物相、形貌进行表征、分析，获得了Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃的时间演化过程。Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃对染料的压电-光催化降解反应速率常数为9.76×10^-2 min^-1，优于压电催化(2.39×10^-2 min^-1)和光催化(8.17×10^-2 min^-1)；此外，结合自由基捕获实验、电子自旋共振(ESR)技术与Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃异质结能带结构揭示了压电-光催化增强机制。

以钛酸四丁酯(TBOT)和五水合硝酸铋(Bi(NO₃)₃·5H₂O)为前驱体，在十二烷基磺酸钠(SDS)或油酸钠2种表面活性剂辅助下，通过水热法成功制备了由纳米片自组装形成的类球状Bi₄Ti₃O₁₂光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电化学阻抗谱(EIS)对材料的结构与光电性能进行系统的表征。结果表明，表面活性剂的引入使材料带隙从2.72 eV降至2.46 eV，光吸收性能显著提升。在紫外光照射下，评估了Bi₄Ti₃O₁₂对亚甲蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)的光催化降解性能。其中，SDS辅助制备的Bi₄Ti₃O₁₂(BTO-1)对MB的降解率最高，达到98.9%；油酸钠辅助制备的Bi₄Ti₃O₁₂(BTO-2)对RhB的降解率为98.5%，且在5次循环使用后均保持在96%以上。结果表明，表面化学修饰可以有效调控Bi₄Ti₃O₁₂的表面电荷与疏水性，从而增强其对染料的吸附能力，由此提出了“表面修饰-吸附-光催化”协同作用机制。

探究了Ba、Bi化学计量比对晶体结构、形貌及催化性能的调控机制。利用粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、扫描电子显微镜等表征手段，结合碱性环境下的“剪切效应”研究了Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃的结构转变过程，并探究其催化性能影响。研究结果表明，Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃经历了“化学键重组-晶体生成-长大-Ostwald熟化”过程，其在超声振动、光照、超声振动和光照条件下降解染料的反应速率常数k分别达2.05×10^-2、1.06×10^-1、1.47×10^-1 min^-1，展现出良好的压电-光催化协同效果，这主要归因于形成的Bi₁₂TiO₂₀/BaTiO₃异质结为光生载流子的运输提供了新通道和BaTiO₃建立的内建电场为载流子分离提供了新动力。