铀是核工业不可或缺的资源，而陆基铀矿资源含量有限且分布不均。因此，海水提铀(UES)对可持续能源生产具有巨大潜力。电容去离子(CDI)技术以其低能耗、工艺简单、对环境友好和高吸附效率而闻名，对UES具有重要潜力。本文回顾了CDI技术的发展历史、原理、分类和应用。在发展历史部分，我们简要介绍了CDI技术的早期发展，并强调了其在UES中的关键里程碑以及近期优化工作。在原理和分类部分，我们将CDI技术置于UES应用的背景下，进行了全面介绍。另外，在应用部分，我们重点介绍了CDI技术在UES中的当前应用。此外，本文详细阐述了CDI技术在UES中的当前研究现状及其在吸附性、选择性和经济效益方面的优势。在吸附性方面，CDI技术通过精心优化电极结构和材料选择，展现了其吸附铀离子的效率。在选择性方面，CDI技术通过灵活调控电极材料和操作参数，有选择性地提取铀，同时减轻了来自竞争离子的干扰，从而提高了提取效率。在经济性方面，CDI技术因其低能耗和经济性脱颖而出，促进了高效的铀提取，且在UES领域具有与替代方法相比的实质经济优势。最后，我们讨论了该技术在铀提取过程中的挑战因素(竞争离子、盐度、pH值和生物污损)，旨在探讨使用CDI技术进行UES的可行性和经济效益，并为进一步优化和推广CDI技术在UES中的应用提供理论支持。此外，我们还致力于通过引入材料信息学来解决CDI在提铀过程中存在的一些当前挑战，并展望该问题的未来发展。本文为CDI技术在UES中的发展和工业进展提供了实用的见解，旨在为后续CDI海水提铀研究提供宝贵的参考，以促进海水资源的可持续利用。

随着新能源领域对锂资源需求的持续增长，开发高效的锂提取技术变得及其重要。然而，由于其高能耗和可能引发的二次污染问题，传统的锂提取和回收技术具有实际应用和发展的局限性。电容去离子(CDI)技术作为一种新兴的锂提取技术，在效率、成本效益和能源消耗方面展现出巨大的潜力。本综述从文献计量入手，剖析了CDI提锂的关键研究主题，进而全面总结了在CDI提锂技术中电极材料的最新进展，并探讨了使用这些材料构建的各种CDI系统类型。本研究详细阐明了CDI系统中用于锂资源回收的主要电极材料——水系锂离子电极材料(包括LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂等)及其修饰材料(包括碳纳米管、石墨烯、MOF等)。此外，本文讨论了通过不同的电容去离子(CDI)系统提高锂提取效率，并评估了各种先进电极材料在这些系统中的性能。文末强调了机器学习在CDI提锂领域的应用潜力，并期望本研究将为未来开发基于CDI的高效锂提取系统提供坚实的理论基础和实践指导。

水热、溶剂热合成是无机合成中的一类重要方法，特别在晶体合成、纳米材料制备中具有特殊地位。规范地进行水热、溶剂热合成有利于提高化学合成的成功率、减少试剂浪费、延长仪器使用寿命及降低事故风险。本文简要介绍260 °C以下水热反应的原理和适用对象，重点说明实验室最常用于水热合成的外加热型高压反应釜的使用流程、操作要点及其注意事项，提出水热合成的基本操作规范建议，为国内同行和相关学生开展水热合成实验教学和科研实践提供参考。

电动汽车行业的快速增长导致锂产品需求激增，推动了先进锂提取技术的发展。其中，电化学提锂技术因其优异锂选择性(相较于竞争性阳离子，如Na⁺和Mg²⁺)、高能效和环境可持续性被认为具有发展前景。关于法拉第材料、操作模式/参数和装置构型的研究已大量发表。尽管已有一些关于电化学提锂技术的综述发表，但仍缺乏系统性总结电化学提锂中法拉第材料研究进展、分析其固有性质如何影响提锂性能并阐明性能增强策略与关键提锂性能指标之间联系的全面综述。在此，我们系统地介绍了电化学提锂技术的原理并汇总了文献中涉及的所有性能指标，包括锂离子嵌入容量、锂离子提取速率、容量保持率、选择性系数(或纯度)、能耗和电流效率。我们全面分析了用于电化学提锂的法拉第材料，其中包括LiFePO₄、LiMn₂O₄、层状镍钴锰氧化物、Li₃V₂(PO₄)₃和Li_1.6Mn_1.6O₄，构建了其性质与性能间的内在关系，并比较了每种材料的优缺点。此外，我们对不同的性能增强策略进行了分类和评估，包括材料设计方法(如3D结构制造、晶体调控、元素掺杂和表面包覆)，以及涉及进水流向、充放电模式和操作参数等方面的条件优化方法，并进一步阐明了每种方法如何影响电化学提锂的某一/某些性能及其内在影响机制。我们同时综述了基于每种法拉第材料的电化学提锂技术的工业化进展及材料成本。本综述旨在通过建立材料设计、操作条件优化和性能结果间的联系，为从事新型电化学提锂法拉第材料研究的学者和工程师提供有价值的见解，并启发法拉第材料开发和工艺优化的创新方法，为实现更可持续和更具成本效益的卤水锂资源开发提供参考。

通过一步水热法制备了CeCO₃OH-rGO (还原氧化石墨烯)，并在氩气(Ar)气氛下焙烧制备得到CeO₂-rGO复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱以及紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等研究了复合材料的物相组成、微观形貌、空位缺陷和光电化学特性等。对比研究了不同GO (氧化石墨烯)负载量和NH₄HCO₃添加量下所制备材料的光催化性能，发现GO负载量为10 mg、NH₄HCO₃添加量为15 mmol的样品(CeO₂-10rGO-15)具有最窄的禁带宽度(3.17 eV)，对亚甲蓝(MB)的光催化降解率达80.66%。适宜的rGO负载量有利于促进CeO₂空位缺陷的形成，也有利于光生载流子的分离，进而促进光催化性能。

由于化学热力学知识抽象，因而被认为难以进行课程思政。本文以其中“化学反应热”教学内容为例，给出我们“润物细无声”地把思政元素融入教学的实践过程，以及实现对学生知识-能力-素质“三位一体”培养目标的点滴经验。

在研究沼渣生物炭吸附氨氮(NH₄⁺)的特性及机理的基础上，我们重点探讨了饱和沼渣生物炭的热再生性能，并研究了热再生参数(再生温度、再生时间、升温速率、保护气以及气体流速)对生物炭吸附性能的影响机制。沼渣生物炭对NH₄⁺的吸附量可达19.12 mg·g^-1，符合Langmuir模型，吸附机理主要是表面配位和离子交换反应。最佳热再生参数如下：温度为200 ℃，保护气为N₂，流速为0.5 L·min^-1，以5 ℃·min^-1的升温速率再生1 h。饱和生物炭首次吸附再生率为99.59%，经10次吸附-再生循环后，吸附再生率仍达89.55%，失重率小于5%。通过热重-红外联用仪(TG?IR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面及孔隙度分析和扫描电子显微镜(SEM)等多种手段进行表征，结果表明，多次循环热再生可破坏饱和生物炭表面的C=O、—OH和—COOH等含氧官能团，同时部分吸附位点被永久占用，导致吸附再生率逐渐下降。热再生可实现饱和生物炭中绝大部分氨氮的热解脱附，有效恢复生物炭孔隙结构和表面含氧官能团的吸附位点。

量热实验是物理化学实验课程中验证能量守恒定律和测定焓变的经典热力学实验。然而，传统手动操作存在数据采集效率低、处理繁琐等问题。为此，基于Python自主开发了具有图形界面的量热实验软件。集成数据采集、智能处理与可视化功能，实现了溶解热与燃烧热实验的数字化改造。软件通过串口通信模块实时获取温差数据，利用科学计算库自动完成雷诺校正与热力学计算，并结合交互式界面直观呈现实验数据。实践表明，该软件可缩短实验操作时长约30%，释放的课时资源为实验教学创造了更多探究空间。其教学应用有效推动了实验教学从操作训练向热力学原理深度理解的转型，并构建了“基础-进阶-创新”三级培养体系，为高校实验教学数字化转型提供了可复制的技术路径。

构建具有优异离子传输特性的高载量电极，对于通过电化学方法从卤水中高效提取锂至关重要。本文报道了一种无溶剂热压策略，用于制造结构优化的LiFePO₄电极，该电极具有优异的电化学性能和机械稳定性。通过采用蚀刻钛箔作为集流体，并引入多壁碳纳米管作为导电添加剂，成功构建了三维互连的多孔结构，从而加速了离子扩散并提高了电极结构的完整性。基于Micro-CT和Avizo分析的结果表明：与传统湿法涂覆电极相比，热压电极具有更高的孔隙率、更低的曲折度以及更连通的离子传输通道。电化学测试表明，热压电极具有更高的锂离子扩散系数和更低的电荷转移电阻。在优化条件下，质量负载为19.4 mg cm^-2的热压电极在Uyuni模拟卤水中经过15次循环后，锂提取容量达到4.13 mg cm^-2，纯度为93.91%。本研究建立了一种可扩展的热压方法，并阐明了其在锂选择性电化学分离中的基本物理化学优势。

通过碱处理，优化了硅藻土(DIA)的孔隙结构，提高了孔隙率，增加了石蜡(paraffin)负载量。通过直接浸渍法制备了新型性状稳定的石蜡/碱改性DIA/膨胀石墨(EG-alDIAP)复合材料，并研究了其结构与性能的关系。结果表明，复合相变材料的石蜡负载量从47.4%提高到了61.1%，进而提高了复合材料的储热性能；向改性DIA中添加膨胀石墨(EG)提高了复合材料的传热能力，添加质量分数10% EG时导热系数提高了113%(从0.276 W·m^-1·K^-1提高到了0.589 W·m^-1·K^-1)。随着EG含量的升高，复合相变材料的相变潜热有所增加，但化学相容性、稳定性等无明显变化。含10% EG的石蜡/碱改性DIA复合材料具有可靠的储能性能、良好的温度调节性能和蓄放热能力。