采用熔盐法制备出铝掺杂的钛酸锶(Al-SrTiO₃)，并通过水热法及气相氮化法在Al-SrTiO₃表面紧密负载了Ni₃N助催化剂。通过对Ni₃N/Al-SrTiO₃体系载流子转移特性表征以及密度泛函理论计算分析发现，Al-SrTiO₃上的光生电子在费米能级差的作用下可快速转移到Ni₃N上，有效促进了Al-SrTiO₃上光生载流子的分离，从而提高其分解水析氢性能。光催化析氢测试结果表明，当Ni₃N助催化剂负载量(Ni与Al-SrTiO₃的质量比)为7%时，Al-SrTiO₃的析氢速率相对负载前提升了82倍。

水系钠离子电池电容器具有成本低、功率大、安全性好等优点，是下一代大规模储能系统的理想选择之一。本文采用Na_0.44MnO₂正极、活性炭(AC)负极、6 mol∙L⁻¹ NaOH电解液和廉价的不锈钢集流体构建了可充电碱性钠离子电池电容器。由于Na_0.44MnO₂正极在碱性电解液中具有较高的过充耐受性，通过首次充电时的原位过充预活化过程可以解决半钠化Na_0.44MnO₂正极和AC负极初始库伦效率低的缺点。因此，AC||Na_0.44MnO₂可充电碱性钠离子电池电容器具有优异的电化学性能，在功率密度为85 W∙kg⁻¹时，能量密度达26.6 Wh∙kg⁻¹，循环10000次后容量保持率为89%。同时，在50 ℃的高温和−20 ℃的低温也具有良好的电化学性能。这些结果表明AC||Na_0.44MnO₂可充电碱性钠离子电池电容器具备应用于大规模储能的潜力。

本文设计了一个以非稠环电子受体材料为核心的综合实验，涵盖分子合成及光电性质研究。实验创新性地将太阳能利用与Suzuki偶联反应引入教学，通过“文献研读-实验操作-机理探讨”模式深化“结构决定性质”的化学思维。培养学生实验操作及数据处理能力，同时融入绿色化学理念，有效提升学生的创新意识与协作能力，为科研深造奠定基础。

为进一步让学生理解“双碳”战略，本实验教学设计从可重复加工橡胶材料出发。首先，用1,4-苯二硼和(3-巯丙基)三乙氧基硅烷反应得到了一种新型交联剂(B-KH580)；其次，将B-KH580与丁苯橡胶(SBR)共混；最后，160 °C热压成型得到硼酸酯键交联的SBR。由于该橡胶材料中含有大量的可发生可逆易位反应的可逆动态共价键硼氧键(—B—O—)，从而使其表现出良好的可重复加工性能，橡胶经过重复加工后拉伸强度可以恢复到95%以上，断裂伸长率可以恢复到84%以上，杨氏模量可以恢复到87%以上。通过该实验教学，不仅可以将最新的科研进展引入到课堂实验教学中，同时可以让学生更加直观地明晰“双碳”战略。