基于密度泛函理论研究了以—SiMe2—SiMe2—单元或—CH2—SiMe2—单元取代—CH2—CH2—的方式调控15-冠-5配位Li+性能的机理。结果表明掺杂Si能够增大冠醚的尺寸，并且通过不同的掺杂方式可以有效增强/减弱冠醚配位Li+的能力。分子中的原子(AIM)理论的电子密度拓扑分析和对称匹配微扰理论(SAPT)能量分解分析表明，冠醚与Li+的相互作用本质为伴随少量轨道极化和电子转移的离子-偶极相互作用。由于Si的电子比C更容易被O和Li+极化，因此Si掺杂能够增强冠醚-Li+之间的静电相互作用和诱导相互作用，但自然布居分析表明，若掺杂之后冠醚环内存在Si—O—Si单元，整体上将使O难以充分极化Si的电子，同时导致带正电的Si与Li+距离更近，因此不利于冠醚配位Li+。

针对氮化碳可见光利用率低和在光催化过程中光生电子与空穴易于复合的缺点，通过钴、碳共掺杂提升其光催化性能。以尿素为前驱体，维生素B12(VB12)为钴源和碳源，将二者的混合物进行一步煅烧，制备钴、碳共掺杂氮化碳(CNCoC)。结果表明，钴、碳共掺杂对氮化碳的微观形貌、骨架结构和官能团都没有造成明显影响；但是增大了产物的比表面积，调节了产物的能带结构，增加了其对可见光的吸收。更重要的是，相比于单一元素碳的掺杂，钴、碳共掺杂具有协同作用，能够更有效地提升光生电子和空穴的分离和传递效率。因此，加入6 mg VB12制备的CNCoC-6的可见光光催化分解水产氢速率达到了56.1 μmol·h-1，是纯氮化碳(CN)的3.05倍；而碳掺杂氮化碳(CNC-6)的产氢速率仅为CN的2.55倍。

采用水热法合成了尺寸为50~100 nm的二硫化锡纳米片，并首次以二硫化锡作为阻变层材料的阻变存储器（Cu/PMMA/SnS2/Ag，PMMA=聚甲基丙烯酸甲酯），对其阻变性能进行了研究。结果表明：Cu/PMMA/SnS2/Ag阻变存储器的开关比约105，耐受性2.7×103。在上述2项性能指标达到较优水平的同时，开态与关态电压分别仅约为0.28与-0.19 V。

采用一种在室温下快速、温和的方法制备Co-MOF-74纳米颗粒，该纳米颗粒结晶度好、形貌均匀，可在碱性介质中实现高效电催化析氧反应(OER)。相较于传统的水热合成法，通过引入三乙胺大大降低了合成所需时间，只需室温下搅拌2 h即可得到Co-MOF-74纳米颗粒(约20 nm)。该纳米催化剂呈现出更高的比表面积(760 m2·g-1)、良好的OER活性和稳定性，在10 mA·cm-2的电流密度下过电势仅为275 mV。

通过一步水热法在碳纸上原位生长碳酸氢镍纳米颗粒，利用粉末X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的结构及形貌进行表征，发现碳纸上负载纯相Ni（HCO3）2时具有较多的催化活性位点，利于葡萄糖的催化氧化反应进行。循环伏安法和时间-电流响应曲线表明该电极的检测限为0.98 μmol·L-1，线性范围为2.95~1.02 mmol·L-1，灵敏度为935 μA·L·mmol-1·cm-2，同时具有优异的选择性及稳定性。此外，该传感器能够实现对乳制品中葡萄糖的快速检测。这些结果表明，过渡金属和导电基底的协同作用会增强复合材料整体的导电性能和催化性能。

基于层层（LBL）自组装技术，在Pt-Cu纳米合金表面依次包覆带正电的聚赖氨酸（PLL）和带负电的透明质酸（HA），成功构筑Pt-Cu@PLL@HA纳米平台。HA不仅延长了纳米平台血液循环时间，还可实现肿瘤主动靶向作用，提升肿瘤部位富集效果。在肿瘤区域透明质酸酶（HAase）作用下HA快速降解，释放Pt-Cu@PLL（+）颗粒，有利于肿瘤细胞特异性摄取。基于Pt-Cu合金良好的近红外二区（NIR-Ⅱ）吸收性能，实现了NIR-Ⅱ光声成像引导的NIR-Ⅱ光热高效抗肿瘤效果

采用“一锅法”制备了四氧化三铁/半胱氨酸（Fe3O4/Cys）磁性纳米微球，随后对Fe3O4/Cys进行亚氨基二乙酸（IDA）修饰得到Fe3O4/Cys/IDA磁性双功能化纳米微球。研究发现Fe3O4/Cys中的L-Cys是通过—SH基团接枝到Fe3O4表面的，随后IDA分子中的羧基与Fe3O4/Cys中的—NH2形成酰胺键，最终形成多支链多羧基的Fe3O4/Cys/IDA磁性纳米修复剂。基于修复剂表面短支链-长支链交替的多羧基结构，实现了羧基基团的高密度接枝。同时，Fe3O4/Cys/IDA磁性纳米微球对Pb2+、Cd2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Zn2+为专性吸附，而对Hg2+属于非专性吸附，且吸附重金属后得到的钝化产物均表现了良好的稳定性。另外，Fe3O4/Cys/IDA对重金属离子的吸附符合Langmuir模型，属于单层均相吸附，其吸附过程符合准二级动力学模型，最大吸附量为49

利用快速凝固结合化学脱铝模板法制备扒迥擅锥嗫譔i-Co合金，再经气相沉积硫和热氢还原制备纳米多孔Co9S8/Ni3S2复合电极材料。研究表明，通过气相沉积，硫原子与Ni-Co合金原位生成CoS2/NiS2复合相，再经过热氢还原后，形成硫原子比例较低的Co9S8/Ni3S2复合相。该热氢还原过程不仅提高了Co9S8/Ni3S2各元素周围的电子密度，而且在其表面调制出有介孔结构的异质界面，进而提高其电子传输能力并增大活性比表面积。相比于其他同条件下制备的Ni、Co硫化物，Co9S8/Ni3S2拥有更佳的析氢反应（HER）活性，在50 mA·cm-2的电流密度下，Co9S8/Ni3S2的HER过电位为234 mV，Tafel斜率为106 mV·dec-1，经稳定性测试后，电压变化仅为14 mV。

以氨丙基三乙氧基硅烷和草酰氯为原料，合成得到链上含亚氨基和羰基官能团的硅氧倍半聚合物。以此聚合物为载体，通过配位吸附和还原得到银纳米粒子（平均粒径约为15 nm）高度分散于硅氧烷聚合物表面的复合物。研究结果表明，复合物中银负载量（质量分数）约为13.66%，在水溶液中25℃、6 min内可将对硝基苯酚（4-NP）完全催化还原为对氨基苯酚（4-AP），且7次循环使用后依然保持95%以上的催化活性。在常温常压条件下，催化剂的最高活性达到33.0 g4-AP·gAg-1，表现出优异的催化还原性能。

室温下以1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷（Dabco）和钴氰酸为原料、水和甲醇为混合溶剂，以缓慢蒸发的方式获得Dabco-氰基合钴氢键型框架晶体材料（H3O）（H2Dabco）[Co（CN）6]·H2O（1）。并通过单晶X射线衍射、红外光谱、元素分析、粉末X射线衍射、热重分析、差示扫描量热、变温-变频介电常数测试对其结构、热性能与电性能进行表征。在低温（100 K）与室温（296 K）下，化合物均为单斜晶系P21/c空间群。单晶结构显示氰基合钴阴离子、水分子与水合质子在晶体内部通过氢键的相互作用形成三维网状框架，质子化的（H2Dabco）2+阳离子镶嵌在其中构成分子马达型囊状结构。随着温度的升高（H2Dabco）2+阳离子发生弹簧式扭转，从而引发晶体在254 K附近相变，在相同温度下沿着晶体的3个轴向发生介电异常，呈现明显的介电各向异性。

以碳布（CC）作为柔性基底，采用水热法在其表面原位生长松针状网络结构NiCo2O4，制得NiCo2O4@CC复合材料，并应用于锂硫电池。NiCo2O4在碳纤维表面竖直生长形成三维纳米针簇网络，为硫的存储提供更多的空间，有效缓解硫电极的体积膨胀。通过吸附实验，证明了NiCo2O4@CC能有效吸附多硫化物，从而抑制多硫化物的穿梭效应。与CC/S相比（933 mAh·g-1），NiCo2O4@CC/S复合材料用于锂硫电池具有更优异的电池性能，在0.1C下初始放电比容量高达1 467 mAh·g-1，在0.2C下初始放电比容量为1 098 mAh·g-1，经200次循环后，放电比容量仍然保持在879 mAh·g-1，平均每圈衰减率为0.09%，表现出良好的循环性能。

在水热条件下一步自组装合成系列同构X-MOF（X6O（TATB）4（H+）2·（H2O）8·（DMF）2，X=Zn、Co、Ni；H3TATB=4，4'，4″-s-triazine-2，4，6-triyl-tribenzoic acid；DMF=N，N-二甲基甲酰胺）和氧化石墨烯（GO）的复合材料（X-MOF@GO），并探究其作为超级电容器电极材料的电化学性能。通过X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜测试证明GO和MOFs复合成功。其中，性能最优的Ni-MOFs@1.5GO（GO的添加量为1.5 mL）的比电容高达694.8 F·g-1（0.5 A·g-1），约是Ni-MOF的2倍。电化学测试结果表明：复合材料X-MOF@1.0GO较其原MOF表现出更大的比电容和更好的倍率性能。在3.5 A·g-1的电流密度下，1 000次循环充放电后，Ni-MOFs@1.0GO仍保持初始比电容量的81

以二氧化硅（SiO2）为模板，结合静电纺丝与溶胶-凝胶法制备了多孔碳纳米纤维膜（PCNFS），再通过熔融扩散法负载硒，制备了一种柔性的碳/硒复合电极（Se@PCNFS）。结合X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对材料的微观结构和形貌进行表征，结果显示多孔碳纤维直径约300 nm，硒均匀地嵌入碳纤维膜的孔洞中。电化学测试结果表明，1Se@PCNFS电极在锂硒电池中表现出优异的循环性能和倍率性能。在0.5C倍率下，初始放电比容量达到569 mAh·g-1，循环500次后比容量为340 mAh·g-1；在2C倍率时，比容量为403 mAh·g-1。

利用刚性配体6-（3-吡啶基）间苯二甲酸（H2PIAD），制备了一种基于Mn（Ⅱ）的配位聚合物{[Mn（PIAD）（DMF）]·H2O}n（1）。采用后合成Ag纳米颗粒的策略制备了复合材料（Ag@1）以提高葡萄糖传感的电催化活性。在优化的外加电位下，通过计时电流法评估了Ag@1修饰的玻碳电极（GCE）的电催化性能。配位聚合物1为在其表面的Ag纳米颗粒均匀分布提供了固定基质，而且Ag@1传感器可以最大限度地发挥Ag与1结合对葡萄糖氧化的电催化协同效应。结果表明，Ag@1修饰的GCE对葡萄糖的检测性能良好，检出限低（6.36 μmol·L-1），选择性和灵敏度好（166.71 μA·L·mmol-1·cm-2）。

合成了含硝酸根离子的脱水Ni-Fe类水滑石（Ni-Fe HTLCs）并将其应用于室温下的糠醛缩醛化反应。脱水Ni-Fe HTLCs对糠醛缩醛化反应显示出高选择性并基本实现糠醛的完全转化。作为耐水的路易斯酸和脱水剂，脱水Ni-Fe HTLCs被证明是适用于糠醛缩醛化反应的高效双功能催化剂。通过研究发现，脱除Ni-Fe HTLCs中水分导致颗粒收缩并增强层板间硝酸根离子间的电荷互斥，Ni-Fe HTLCs中弱酸性位点在糠醛缩醛化中发挥重要作用，脱水可改变酸性位点结构并增强其活性。脱水Ni-Fe HTLCs可吸收缩醛化反应中产生的大部分水分，但吸水后Ni-Fe HTLCs的结构并不能完全恢复，这可能是由扩散进入HTLCs层板间的有机分子导致。

利用水热法，以2-（4-羧基-苯基）咪唑-4，5-二羧酸（H3L）为主配体，在辅配体1，10-菲咯啉（1，10-phen）和1，4-二（1-咪唑基）苯（dib）的调控作用下得到2个新的镉（Ⅱ）配合物：[Cd2（HL）2（1，10-phen）2（H2O）2]（1），{[Cd（HL）（dib）0.5（H2O）2]·2H2O}n（2）。并通过单晶X射线衍射、元素分析、热重分析、粉末X射线衍射、红外光谱、Hirshfeld表面分析和密度泛函理论量化计算对1和2进行了分析和表征。配合物1和2均属于三斜晶系和P1空间群，且1为零维结构，2为一维链状结构。

将3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）引入到T型分子筛膜表面，用以修饰多晶膜合成过程中产生的缺陷。X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和FT-IR等方法的表征结果显示，APTES通过“键合”的形式被成功地修饰到膜表面上。APTES层起到2个作用：一是提高膜的亲水性；二是减少膜层的缺陷。将修饰后的膜应用在348 K、90%的异丙醇水溶液的脱水时，该膜表现出比较高的分离因子和通量。该方法重复性良好，5个修饰后的膜样品的选择性平均增加了大约8倍（从359±23增加到2 934±183），而渗透通量仅仅从（3.52±0.10）kg·m-2·h-1降低到（3.06±0.14）kg·m-2·h-1（减少13.07%）。在363 K下，修饰的膜经过100 h的连续测试，膜渗透测得的水含量均可达到99.50%以上，表明修饰后的膜性能较稳定。

控制金属@MOF核壳纳米结构中金属纳米粒子的分布不容易实现。我们应用了合成MOF胶体粒子所用到的配位调制方法来合成Au@ZIF-8核壳纳米结构。通过使用过量的2-甲基咪唑和不同用量的1-甲基咪唑可获得不同的Au@ZIF-8。该合成方法可在ZIF-8纳米晶体中灵活调整Au纳米粒子（Au NPs）的分布。此外，我们分别研究了2种不同尺寸的荧光分子与Au@ZIF-8结合后的光致发光光谱和寿命。ZIF-8的孔径可以决定这2种分子是否可通过多孔壳结构接近Au NPs。分子光学特性对Au NPs近场的发光增强和荧光猝灭的竞争非常敏感。

以3-羧基-1-(4-羧基苄基)吡啶溴酸盐((H2L) Br)分别与Co(Ⅱ) 和Cd(Ⅱ) 金属盐反应，制备了2个配合物[Co (L)2(H2O)4]·2H2O (1)和[Cd (L)2(H2O)]·3H2O (2)。晶体结构分析揭示配合物1是一个中性的单核配合物，其拥有丰富的并可作为超分子合成子的氢键和π-π作用力组分。对于1，单核的[Co (L)2(H2O)4]实体首先通过氢键形成具有孔道结构的二维层，该二维层进一步通过π-π堆积作用形成三维的多孔配位超分子。配合物2具有一维的“之”字形链状结构，该链通过悬挂的L配体之间的π-π作用力形成一维梯形结构。该一维梯形链进一步通过梯形边之间存在的2种π-π堆积作用形成波浪状的二维层。二维层进一步通过8种类型的O—H�O氢键连接形成三维的超分子结构。根据拓扑的观点，配合物2中的一维链采取胶合板排列。此外，配合物2显示了强的紫外荧光发射，平均寿命为2

在溶剂热条件下合成了3个新型三维微孔同构异核金属有机骨架Ln（Na）-MOFs：{[LnNa（BDT）（H2O）3]·2H2O}n（Ln=Tb（1）、Dy（2）、Ho（3），H4BDT=3，5-二（3'，5'-二羧基苯基）-1H-1，2，4-三唑），并通过单晶X射线衍射、元素分析、热重分析和粉末X射线衍射技术对其进行表征。结构分析表明，Ln（Na）-MOFs是具有相同的异核双金属单元的三维骨架结构。荧光研究表明，Tb（Na）-MOF（1）可以荧光传感检测水中Fe3+、Cr2O72-以及乙醛分子，具有较高的灵敏度和选择性，也可用于水中邻苯二酚的电化学检测。