制备了一系列Tb³⁺-Eu³⁺掺杂含Na_8.12Y_1.293Si₆O₁₈晶相的玻璃陶瓷，通过多种表征技术系统研究了热处理条件对其微观结构和发光性能的影响，最终确定最佳热处理条件为670 ℃、90 min。Tb³⁺的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.5%，超过此浓度时会出现四极-四极相互作用主导的浓度猝灭。双掺玻璃陶瓷中存在Tb³⁺向Eu³⁺的能量传递。在293~493 K温度范围内，双掺玻璃陶瓷表现出良好的热稳定性，热猝灭活化能为0.24 eV，色度偏移为2.1×10^-2。此外，该材料具有一定的温度传感性能，最大温度灵敏度为5.7×10^-3 K^-1，热重复性比为96.6%。

为提升镍锌电池的能量密度与循环稳定性，通过水热法成功制备出Y³⁺掺杂的Ni(OH)₂(Ni_1-xY_x(OH)₂，x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.10、0.15、0.20)。X射线衍射(XRD)结果表明，随着Y³⁺掺杂量的增加，Ni_1-xY_x(OH)₂晶相结构从β相逐步转变为α-β中间相(Ni_0.93Y_0.07(OH)₂)，最终转变为α相(Ni_0.80Y_0.20(OH)₂)；扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示，随着掺杂量的变化，产物形貌从纳米粒子、片状结构过渡到粒子团聚体；能量色散X射线谱(EDS)与X射线光电子能谱(XPS)分析证实Y³⁺成功掺杂进入Ni(OH)₂晶格并保持稳定的+3价。循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)及循环寿命测试表明，当Y³⁺掺杂量(物质的量分数)为7%时，Ni_0.93Y_0.07(OH)₂的电化学性能最优。将α-β中间相的Ni_0.93Y_0.07(OH)₂作为正极与锌片负极组装成镍锌软包电池，结果显示，1 600次循环后，电池能量密度仍保持为182.03 Wh·kg^-1，库仑效率维持在94%以上，优于未掺杂Ni(OH)₂(β-Ni(OH)₂)电极组装的电池。

在镍钴铝酸锂正极材料Li[Ni_0.8Co_0.15Al_0.05]O₂(NCA)制备过程中表面遗留的碱性物质会严重影响其循环稳定性能，针对这一难题，提出使用Y(PO₃)₃对其进行表面包覆改性，利用Y(PO₃)₃与表面残留的LiOH反应消除表面残碱，并探讨包覆改性对NCA整体性能的影响机制。测试分析结果表明，在低温煅烧过程中前驱体表面会形成均匀致密的Y(PO₃)₃和LiPO₃包覆层，LiPO₃有较高的离子电导率，双包覆层能够防止活性物质在电化学循环过程中与电解液相互接触时发生有害副反应，提高电极材料的循环稳定性。其中Y(PO₃)₃包覆量(质量分数)为1%的样品在0.1C下的首次库仑效率从未改性样品的78.65%提高到88.50%，在1C下循环150圈后容量保持率从59.38%提高到85.33%，相比于未改性样品具有更高的首次库仑效率和更优异的循环性能。

The electronic structure, magnetic, and optical properties of two-dimensional(2D) GaSe doped with rare earth elements X (X=Sc, Y, La, Ce, Eu) were calculated using the first-principles plane wave method based on density functional theory. The results show that intrinsic 2D GaSe is a p-type nonmagnetic semiconductor with an indirect bandgap of 2.661 1 eV. The spin-up and spin-down channels of Sc-, Y-, and La-doped 2D GaSe are symmetric, they are non-magnetic semiconductors. The magnetic moments of Ce- and Eu- doped 2D GaSe are 0.908μ_B and 7.163μ_B, which are magnetic semiconductors. Impurity energy levels appear in both spin-up and spin-down channels of Eu-doped 2D GaSe, which enhances the probability of electron transition. Compared with intrinsic 2D GaSe, the static dielectric constant of the doped 2D GaSe increases, and the polarization ability is strengthened. The absorption spectrum of the doped 2D GaSe shifts in the low-energy direction, and the red-shift phenomenon occurs, which extends the absorption spectral range. The optical reflection coefficient of the doped 2D GaSe is improved in the low energy region, and the improvement of Eu-doped 2D GaSe is the most obvious.

以Ba₃P₄O₁₃: Eu²⁺荧光粉为研究对象，通过Gd³⁺/Y³⁺部分取代Ba²⁺，系统探究了掺杂离子对Ba₃P₄O₁₃: Eu²⁺荧光粉基质晶相转变及发光性能的调控机制。采用高温固相法在还原气氛下制备了Eu²⁺掺杂浓度(物质的量分数)固定为0.009的Ba_2.991-1.5xP₄O₁₃: 0.009Eu²⁺，xGd³⁺(x=0~0.080)和Ba_2.991-1.5yP₄O₁₃: 0.009Eu²⁺，yY³⁺(y=0~0.080)系列荧光粉。X射线衍射表征结果显示，Gd³⁺/Y³⁺掺杂可诱导Ba₃P₄O₁₃基质从低温相向高温相转变，且Gd³⁺的相变诱导效应更显著。荧光光谱测试表明，当Y³⁺和Gd³⁺的掺杂浓度为y=0.020和x=0.020时，样品的发射强度分别提升了15%和59%；随着掺杂浓度增加，样品发光颜色实现从蓝光到白光再到黄光的连续可调。

基于第一性原理，系统研究了系列钒酸盐晶体K₃RE(VO₄)₂(RE=Sc、Y、La、Lu)的电子结构与光学性质。计算结果表明，该系列化合物均属于三方晶系，空间群为P3m1，具有彼此不共顶点的[VO₄]四面体和[REO₆]八面体构成的层状结构。能带计算表明该类材料均为间接带隙，带隙分布在3.286~3.701 eV之间。结合态密度中不同轨道分布与Mulliken布居和电子局域函数(ELF)分析可知，体系内部存在强共价的[VO₄]^3-基团与弱共价的离子性K/RE骨架。在光学性质方面，K₃Sc(VO₄)₂、K₃Y(VO₄)₂和K₃La(VO₄)₂的双折射率(Δn)受阳离子尺寸效应调控，随离子半径增大而减小。然而，K₃Lu(VO₄)₂因Lu³⁺特有的镧系收缩效应打破了这一常规尺寸演化趋势。镧系收缩效应通过优化晶格空间占位，调控基团畸变与空间取向的平衡，实现了“适度的低畸变+高一致性排列”的相干叠加，从而使其在1 064 nm处表现出异常高且不寻常的巨大、宏观的双折射率(Δn=0.250)。定量关联分析与相对电子密度各向异性(REDA)理论进一步证实，Δn与[VO₄]^3-阴离子簇的几何畸变度(Δd)及其REDA之间存在极强的线性相关，明确了[VO₄]四面体是光学各向异性的绝对主导来源。

提出了一种基于成分特征的级联机器学习策略，用于同步预测Eu²⁺掺杂白磷钙矿型荧光粉的发射半高宽(FWHM)与热稳定性(TS)。通过比较决策树回归(DTR)、梯度提升回归树(GBR)、装袋法(Bagging)、随机森林回归(RFR)、极限梯度提升法(XGBoosting)和自适应提升法(AdaBoosting)六种模型算法，发现AdaBoosting模型在级联预测中表现最优，其预测FWHM和TS的测试集决定系数(R²)分别达到0.951和0.852。为验证模型可靠性，我们成功合成了Ca₉Y(PO₄)₇∶0.08Eu²⁺荧光粉，发现其FWHM与TS的预测值与实验值高度吻合，误差分别仅为2.57%和1.19%。结构精修与高斯拟合表明该荧光粉中Eu²⁺占据4个不同格位，共同贡献于青色发射；能级分析进一步揭示其TS主要受限于Eu²⁺的5d能级与导带底之间较小的能隙所导致的自电离效应。最后，基于该青色荧光粉封装的白光LED器件展现了优异的性能(显色指数Ra=92.6，相关色温CCT=4 266 K)，证明了其实际应用潜力。

过氧化氢(H₂O₂)是100种最重要的化学品之一，广泛应用于漂白、消毒和合成化学等行业。最近，它被用作直接燃料电池的燃料。当前的H₂O₂生产依赖于苛刻的蒽醌氧化法。从环境、可持续性和经济角度来看，光催化H₂O₂生产是一种更有利的替代方法。该过程需要水和分子氧作为输入，并以阳光为唯一能源。尽管有这些优点，该技术的实际应用仍然具有挑战性。最常见的瓶颈是光催化剂的不足、上坡热力学、缓慢的过程动力学以及竞争性反应和逆向反应。本文讨论了这些局限性，并重点提出了提高效率和选择性的建议观点，旨在为大规模H₂O₂光生产铺平道路。

本文研究了杂多酸对储氢材料的催化效应，通过机械球磨法制备MgH₂-xH₃PW₁₂O₄₀ (x = 7%、10%、13%，质量分数)复合物样品，与纯的球磨MgH₂对比，展示了杂多酸H₃PW₁₂O₄₀对MgH₂储氢动力学的提升作用。其中，MgH₂-10H₃PW₁₂O₄₀的放氢活化能比纯MgH₂降低了46.23 kJ∙mol⁻¹，可在250 ℃、1 min内吸收6.25%的氢，在300 ℃、15 min内释放6.54%的氢气，而同等温度下MgH₂在30 min内仅释放1.2%氢。即使是在较低的温度100 ℃，MgH₂-10H₃PW₁₂O₄₀也可在1 h内吸收5%的氢，而MgH₂只能吸收0.9%的氢。结构表征结果表明H₃PW₁₂O₄₀分子在球磨和储氢过程中被转变为WO₃和W簇，其作用一方面是催化Mg―H键、H―H键的断裂，另一方面是促进MgH₂颗粒在球磨过程中细化并抑制其团聚长大。该研究开创了多酸分子在储氢领域的催化应用。

内建电场被认为是促进电荷迁移和分离，以提高光催化性能的有效驱动因素。本工作通过一步溶剂热法合成了间隙氯和取代氯共掺杂的一维纳米棒Mn_0.2Cd_0.8S (MCS)。间隙氯和取代氯的掺杂导致MCS纳米棒中的电荷分布不平衡，形成内建电场，有利于提高光生载流子动力学。通过密度泛函理论计算，本研究通过对电子结构、电荷分布和H₂吸附/解吸平衡差异的研究，直观地描述了间隙氯和取代氯的掺杂对MCS活性的影响。有趣的是，MCS能带结构的调控主要源于间隙氯的贡献，而取代氯无贡献。同时，取代氯可以进一步促进间隙氯对MCS的H₂吸附-脱附吉布斯自由能的优化。最终，0.9 Cl-MCS的H₂吸附-脱附吉布斯自由能更有利于H₂的产生(1.14 vs. 0.17 eV)，光催化产H₂活性提高了9倍。本研究为在双金属硫化物光催化剂中构建内建电场提供了有价值的途径。