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。

光催化分解水产氢具有广阔的应用前景。然而，单一光催化剂由于光生电子与空穴易复合，导致光催化产氢效率较低，严重制约了该技术的实际应用。构建异质结是克服这些缺点的有效策略，最近S型异质结脱颖而出，显示出了高效的促进电子和空穴分离的能力，同时最大限度地提高光催化剂的氧化还原能力。其中，基于聚合物的S型光催化剂正在兴起，但无机-有机S型异质结中的载流子动力学仍有待阐明。在本工作中，我们制备了由共轭聚合物双氧硫芴苯并二噻吩二酮(dibenzothiophene-S, S-dioxide-alt-benzodithiophene, DBTSO-BDTO)和硫化镉(CdS)组成的S型异质结，并研究了其光催化制氢的性能和界面电荷传输机制。利用原位辐照X射线光电子能谱验证了S型电子转移机理，并利用飞秒瞬态吸收光谱深入分析了S型异质结中载流子的动力学，证实有大量光生电子发生了界面电荷转移。由于S型异质结对载流子效率的提高和氧化还原能力的增强，复合材料的性能超过了DBTSO-BDTO和CdS，并且最优化复合材料的析氢速率达到3313 μmol·h⁻¹·g⁻¹，约为纯CdS的3倍。本工作为S型异质结的电子转移机制提供了新的视角，并可指导用于太阳能燃料生产的聚合物基光催化剂的开发。

氢气因其高能量密度、可持续性和燃烧后无污染等优点，被认为是取代传统化石燃料的最具前途的新兴能源载体之一。其中，电解水制氢技术因为其高效和绿色的特性而备受关注。然而电解水制氢过程通常受到阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction，OER)的限制，因此这种方法的大规模应用面临重大挑战。克服这一难题的一个有前途的解决方法是在阳极上使用电催化甘油氧化反应(Glycerol Oxidation Reaction，GOR)代替OER，这种替代反应可以实现节能降耗的同时提高电解水制氢的效率，进一步推动氢气作为清洁能源的发展。然而，这一目标的实现需要高效、低成本且高选择性的GOR电催化剂。在这篇文章中，我们报告了一种新型的酸碱双电解质流电解器(AADEF-electrolyzer)，用于在碱性阳极GOR耦合酸性阴极析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction，HER)。我们通过一种简单的水热煅烧方法制备了一种在镍泡沫(NF)上原位生长的自支撑的NiCo₂O₄纳米针电极材料(NiCo₂O₄/NF)。该电极在GOR中表现出优异的电催化性能，在低电位下实现了高的电解电流密度，对甲酸盐的生产表现出优异的选择性，法拉第效率超过85%。密度泛函理论计算表明，NiCo₂O₄对GOR具有较低的反应能垒，Ni的存在有利于降低Co的电子态密度，从而实现NiCo₂O₄与中间体的高效解离，促进甲酸的生成。基于NiCo₂O₄/NF出色的GOR性能和电化学中和能(ENE)理论，我们构建了一个新型的AADEF-electrolyzer，利用NiCo₂O₄/NF作为GOR的阳极，配合酸性阴极进行析氢反应(HER)。实验结果表明，AADEF-electrolyzer对GOR具有低过电位和高选择性产甲酸的优异性能，仅需0.36 V的电压即可实现10 mA∙cm⁻²的电流密度，平均产甲酸的法拉第效率为85%。同时该电解槽表现出良好的长期稳定性和辅助产氢性能，阴极产氢的法拉第效率接近100%。这种低成本、易于制备的自支撑电极材料和新型酸碱双电解质流动电解器为促进化学品的增值转化和开发新型混合电解系统或其他相关电化学反应的混合电解装置提供了创新策略。

持久性有机污染物在废水中的完全矿化仍是一项艰巨挑战。本研究报道了一种通过原位氧化聚合法合成的ZIF-8衍生ZnO/聚苯胺(PANI)S型异质结的理性设计。先进表征技术证实了ZnO/PANI异质结内S型电荷转移机制。优化后的复合材料在模拟太阳光照射下，60 min内实现苯酚完全矿化，同时以0.75 mmol∙L⁻¹·h^–1的速率生成H₂O₂。机理研究表明，S型异质结保留了强氧化还原电势，驱动活性氧物种的形成，从而实现H₂O₂合成与苯酚降解。该工作为MOF衍生的无机/有机S型异质结建立了普适性设计范式，有效耦合了太阳能驱动的能源转化与环境修复。