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。

文物作为文化和自然遗产的一部分，对建设中国式现代化具有积极意义。其系统性保护涉及化学化工、材料科学、检测分析、历史考古、美术鉴赏等学科领域，其弘扬和传承与强调科学、技术、工程、艺术与数学等学科交叉融合的STEAM教育理念相一致。鉴于此，本文以出水陶瓷、出土青铜和再现壁绘为切入点，通过化学-历史-艺术融合教学的模式，让学生在文物系统性保护的实际过程中，先了解相关化学知识，串联传统文物系统性保护中蕴含的历史知识与艺术价值开展教学，提升学生对中华传统文物的了解和对中华文化的归属感，增强学生科技和文化自信，从而培养学生的综合素质和能力。

目前本科化学实验教学内容在配合物制备实验方面主要涵盖了单核配合物，而对配合物家族中占有重要地位的多核配合物却很少涉及。基于此，我们依据科研成果设计了一个关于三核铁(III)配合物的综合化学实验，以期通过该实验加深学生对配合物有关知识的理解和运用。本设计以廉价易得的九水合硝酸铁与三水合乙酸钠为原料，通过水浴加热反应、冷却结晶等步骤制备了一种氧桥三核铁(III)配合物[Fe₃O(CH₃COO)₆(H₂O)₃]NO₃·4H₂O，通过配位滴定法测定了其铁元素含量，并对其进行了红外、热重、粉末X射线衍射和电子顺磁共振等表征测试。该实验制备方法简单快捷，易于操作，环保无污染。实验内容蕴含思政元素，目标配合物结构新颖，富有对称美，实验教学时亦可培养学生的审美意识，使其领略化学之美。本设计科教融合，有助于培养学生分析解决问题的能力，为本科生的综合化学实验教学提供了一个可行案例。

为了解决全无机CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池中严重的载流子非辐射复合现象限制其光电转换效率提升的问题，通过在TiO₂电子传输层表面旋涂质量浓度为1.5 mg·mL^-1的SnCl₂溶液来有效改善钙钛矿薄膜的结晶性和表面形貌，从而降低光生载流子的非辐射复合，提高载流子的提取和传输能力。实验结果表明，通过对TiO₂表面施加SnCl₂进行修饰后，器件最高开路电压(open-circuit voltage，V_OC)达到1.59 V，短路电流密度(short circuit current density，J_SC)达到7.62 mA·cm^-2，同时获得了81.35%的填充因子(fill factor，FF)，光电转换效率(photoelectric conversion efficiency，PCE)也从8.01%提高至9.92%。

采用一步水热法合成了g-C₃N₄/Bi₂WO₆(MCN/BWO)异质结光催化剂，用于降解左氧氟沙星(LEV)。在模拟太阳光照射下，摩尔比为1 : 1的MCN/BWO对LEV的降解率达到98.14%，这归因于MCN和BWO之间形成了S型异质结。原位XPS分析和表面功函数测量证实了电子转移路径遵循S型异质结机制。MCN/BWO体系中S型异质结产生的内建电场(IEF)促进了光生电子(e⁻)从BWO的导带(CB)直接转移到MCN的价带(VB)。这一过程实现了光生电子-空穴对(e⁻-h⁺)的有效分离，h⁺在BWO的VB上积累，e⁻在MCN的CB上积累。自由基捕获实验表明，超氧自由基(·O₂⁻)和h⁺是主要的活性物种。除了表现出优异的光催化性能外，该催化剂在连续三个循环中保持了良好的稳定性。为了阐明降解机制，采用液相色谱-质谱(LC-MS)和定量构效关系(QSAR)分析来鉴定降解途径、中间产物和潜在毒性。本研究为废水处理应用提供了理论基础。

通过在TiO₂电子传输层上引入甲基氯化胺(MACl)分子，对TiO₂/CsPbBr₃界面进行修饰，钝化TiO₂/CsPbBr₃存在的界面缺陷，同时提升CsPbBr₃薄膜的结晶度和尺寸，从而提高载流子的传输效率。实验结果表明，采用5.0 mg·mL^-1的MACl溶液进行修饰后，器件的最高开路电压(open-circuit voltage，V_OC)达到1.58 V，短路电流密度(short circuit current density，J_SC)达到7.89 mA·cm^-2，同时填充因子(fill factor，FF)达到81.09%，光电转换效率(photoelectric conversion efficiency, PCE)达到10.10%的最优值。

传统的热催化CO₂转化要求高温高压条件，等离子体能实现常温常压下驱动CO₂加氢制甲醇，是节能降碳、实现“双碳”目标的重要举措。本作品设计新型介质阻挡放电(DBD)等离子体液膜反应器，克服高CO₂转化率和高甲醇选择性不可兼得的困难，实现了等离子体反应和分离的高效耦合。本实验中针对等离子体反应控温难和工艺参数优化过程复杂两大问题进行数字化设计：利用红外热成像仪对放电区域温度实时监控，克服传统热电偶存在的测量局部性及容易与高压电极尖端放电等缺点，并通过自动控制模块调节冷凝液温度和流速，维持等离子体放电产热与散热的动态平衡，实现精准控温；通过训练人工神经网络(ANN)模型，定量分析复杂工艺参数与反应性能的关系，并确定其影响权重，实现最优条件的智能预测与工艺优化。本专业实验课程融合数字化技术与人工智能方法，通过智能化实验设计培养学生跨学科创新能力，契合新工科人才培养需求。

本项目通过结合单片机控制技术和步进电机，实现了对注射器的精确操控，进而构建了一个基于计算机视觉的人工智能滴定分析系统。该系统采纳了一种创新的计算机视觉方案，通过ResNet神经网络分类算法，依据指示剂颜色变化智能判定滴定终点。在23级分析化学实验课中，40名学生在4个学时内成功完成了实验，显示出该系统易于操作和学习。在首届智能实验挑战校赛中，57名学生组成的19支队伍不仅完成了比赛，更有4支队伍自主设计了新的硬件系统和软件算法，展现创新潜力。为了降低成本并便于推广，项目采用了商品化组件和3D打印技术。这些技术的融合不仅为分析化学基础实验的教学创新提供了新的方向，也为未来在智能实验领域的探索研究打下了坚实的基础。