由于电催化剂中的非晶区和结晶区具有不同的物理化学性质，因此非晶化/结晶化工程成为提高电解水催化动力学的重要策略。然而，在微观环境中有效地调控催化剂的结晶度仍然是一个严峻的挑战。本文介绍了一种可调节结晶度的新型CrS/CoS₂异质结构，该异质结对氢气析出反应(HER)和氧气析出反应(OER)都具有高效的催化活性。Cr―S―Co键的重新分配引起的d带中心移动有助于调节中间体H*和OOH*在催化剂表面的吸附能力，从而优化HER和OER的决速步骤。在最佳条件下，非晶态CrS和高度结晶的CoS₂异质结(A-CrS/HC-CoS₂)在HER和OER均表现出优异的催化活性，分别为90.6 mV (10 mA∙cm⁻²，HER)和370.5 mV (50 mA∙cm⁻²，OER)。非晶/高晶结构有利于A-CrS/HC-CoS₂在水电解过程中的结构和成分演变，因此具有出色的稳定性。作为甲醇辅助节能制氢装置中的双功能催化剂，A-CrS/HC-CoS₂仅需1.51 Ⅴ的低槽电压即可达到10 mA∙cm⁻²的电流密度，证明其是理想的金属基催化剂的候选材料。本研究为双功能过渡金属化合物电催化剂在非晶态/晶态异质结构中通过结晶度调控来提高催化活性和稳定性提供了重要启示。

卤代芳烃是非常重要的合成砌块，广泛应用于农用化学品、材料和药物等的合成。芳烃的亲电取代卤化反应是制备芳基卤化物最简单的方法，但是富电子芳烃的卤化反应存在区域选择性差的挑战。本实验采用自组装协同催化策略，以环己基苯溴化反应为模型反应，高选择性合成溴代芳烃，进而应用于卤代芳烃的高选择性合成。在加深学生芳烃亲电取代卤化反应的同时，也向学生传授自组装、协同催化和路易斯酸碱催化等重要知识，加深学生对亲电取代反应机理和离子型中间体的了解。实验主要由卤代芳烃的合成、机理探究及实验普适性三部分组成，包含多种有机实验基本操作，涉及反应监测、分离纯化、产物表征等多个重要环节，实验整体时长7小时，安全性高，可操作性强，适合本科实验教学开设。本实验秉持科研反哺教学的理念，将新的科研成果转化为人才培养内容，有助于提高学生的科研创新与实践能力。