本文介绍了诺贝尔化学奖得主、德国化学家卡尔∙齐格勒(Karl Ziegler)的科研历程及贡献以纪念他逝世50周年。Ziegler对科学的热情、独特的思维和卓越的实验能力奠定了他的科学基础。他专注于自由基化合物、多元环化合物和有机金属化合物的研究，他与朱利奥∙纳塔共同发明命名的Ziegler-Natta催化剂对全球聚烯烃工业产生深远影响，造就了上千亿美元的市场。

当前机器学习在化学及其相关学科研究中的地位日渐提高，但是在本科化学实验中还未见涉及，现有的计算化学实验多侧重应用量子化学方法研究分子性质和化学反应。为了普及机器学习这一强大工具，本文将介绍一个综合计算化学实验，适用于高年级本科生或研究生。通过本实验，学生可以初步掌握机器学习的基本原理和操作流程，同时培养学生应用量子化学和机器学习解决化学问题的能力。

“大病初愈”的觅安国正欲召开抵御疾病进攻的大功臣——X博士的表彰大会，但没想到反叛余党悄悄对无辜的民众设下了陷阱，对觅安国又展开了糖尿病攻击。好在X博士及时找到应对之法，组建了“医疗汪汪队”，通过“汪汪队”闻味辨疾，暂缓局势。奈何敌人用心险恶，危机依然不减，X博士决定冒险一试，不眠不休打造了一款具有嗅觉的机器，并起名为“电子鼻”。最终，觅安国在“电子鼻”的帮助下化险为夷，其也被运用于各个领域当中造福大众。

设计了一个面向高年级本科生或者研究生的综合材料计算模拟实验。通过材料计算模拟和机器学习手段研究二维材料的禁带宽度。通过本实验，学生可以初步掌握机器学习的基本原理和操作流程，同时培养学生应用第一性原理和机器学习解决材料问题的能力。

废水中存在的肼和尿素会对环境造成严重污染。利用电化学氧化技术处理含肼和尿素的废水，既可以有效处理废水，实现氮循环，又能将肼和尿素作为新型燃料，有助于新能源的发展。然而，目前实现肼氧化(HzOR)和尿素氧化(UOR)的电化学技术仍存在挑战。因此，开发低成本、高效且稳定性好的电催化剂是实现这一技术的先决条件。在本文中，我们采用水热-碱刻蚀-磷化的三步方法，制备了一种富含阳离子缺陷的双金属磷化物Ni₂P/CoP₃催化剂(简称Ni₂P/CoP₃-Zn^vac)，并将其应用于肼氧化和尿素氧化。该催化剂由贫磷的Ni₂P和富磷的CoP₃两种不同性质的磷化物组成。CoP₃中富集的磷含有大量的负电荷，有利于吸附带正电荷的中间物种；而Ni₂P中磷含量较少，金属含量高，具有良好的导电性，可以确保快速的反应动力学。通过物理表征和电化学测试，证实了Ni₂P/CoP₃的成功合成和其独特的电子结构。电子顺磁测试(EPR)证明了阳离子空位的存在，大量的阳离子空位缺陷有助于增加活性位点的数量，从而提升催化性能。因此，该催化剂在肼氧化和尿素氧化方面表现出色。仅需−47 mV (HzOR)和1.311 V(UOR)的电位即可产生10 mA∙cm⁻²的电流密度。Tafel斜率分别为54.3 mV∙dec⁻¹ (HzOR)和37.24 mV∙dec⁻¹ (UOR)。Ni₂P/CoP₃-Zn^vac在HzOR和UOR方面的性能远优于单独的Ni₂P和CoP₃，也优于未经碱刻蚀的镍钴磷化物。基于以上的测试结果，我们将Ni₂P/CoP₃-Zn^vac催化剂应用于直接肼燃料电池(DHzFC)和直接尿素-双氧水燃料电池(DUHPFC)的阳极，测试表明DHzFC和DUHPFC的最大功率密度分别为229.01和16.22 mW∙cm⁻²。更为重要的是，DHzFC和DUHPFC能够稳定工作24 h，性能几乎不衰退。此外，Ni₂P/CoP₃-Zn^vac材料还可应用于自制的锌-肼燃料电池，并展示出良好的实际应用潜力。综上所述，本研究通过一系列方法制备了Ni₂P/CoP₃-Zn^vac催化剂，该催化剂在肼氧化和尿素氧化方面具有优异性能。这项工作为设计高效且稳定性好的肼氧化和尿素氧化电催化剂提供了新的思路。

随着计算化学和人工智能技术的迅猛进步，它们在化学教育领域的应用愈发关键。本实验项目专门为化学高年级本科生及研究生搭建了一个综合性的实验平台，将计算化学与机器学习方法加以融合，对有机化合物的键解离能展开深入探究。课程内容包含量子化学计算方法的基础原理、实操技巧，还有机器学习模型的构建、训练以及验证等多个方面。学生将借由实际操作，学会运用先进的计算工具和算法来预测与分析化学键能，进而增进对化学反应机理的深度认知。课程的目标在于让学生不但能够熟练掌控数据处理和分析的技能，并且能够独立凭借这些技能从事化学问题的研究，为日后的科研工作或者跨学科领域的探索筑牢根基。