天然气管道掺氢是实现大规模、长距离输氢的关键技术之一。通过固体氧化物燃料电池（SOFC）直接利用掺氢天然气发电或开展冷热电联供，不需要进行氢气分离提纯，就可实现能量的高效转化利用。针对掺氢天然气燃料对SOFC阳极性能及稳定性的需求，采用高温固相合成法制备了Sr_0.95Ti_0.4-xFe_0.6Co_xO_3-δ（STFC，x=0.03, 0.05, 0.07）阳极，研究了材料结构演变、多孔阳极导电特性及不同掺氢比甲烷燃料下的单电池性能及稳定性。结果表明，STFC钙钛矿氧化物经过加湿氢气还原后表面析出纳米Co-Fe合金颗粒，且析出组分随Co掺杂含量增大而增多。在800 ℃和加湿氢气下，STFC多孔电极的电导率为3 S/cm；在800 ℃掺氢比20%（体积分数）甲烷燃料中，单电池峰值功率密度达到0.457 W/cm²，在0.14 A/cm²电流密度下连续运行140 h，表现出较好的性能及长期稳定性。

目前我国在固体氧化物燃料电池（SOFC）核心部件阳极-电解质-阴极组件（PEN）陶瓷材料强度评价方法及相关标准方面仍为空白，亟待制定切实可行的测试方法及进行系统性的研究。本工作以平板式阳极支撑SOFC的氧化镍-氧化钇稳定氧化锆（NiO-YSZ）陶瓷材料为研究对象，通过小冲杆试验、力学建模与分析，结合逆向有限元法、试样断口微观分析及Weibull失效概率模型，得到了脆性NiO-YSZ陶瓷材料的弹性模量、特征强度和Weibull模量等力学性能参数。提出了基于小冲杆微试样试验的平板式SOFC关键构件NiO-YSZ机械强度的评价方法。为PEN陶瓷材料的强度表征与微观结构优化提供了测试手段与数据支持。

工业尺寸固体氧化物燃料电池面积大、且存在翘曲，可靠集电是SOFC高效输出的重要保障。以长条形阳极支撑半电池为基体，分割阴极制备成4个面积2.0 cm×2.1 cm的绝缘阴极区域，每个区域覆盖不同面积银网构成差异性集电。在各绝缘区域分别开展电化学阻抗谱测试和电流-电压特性曲线扫描，结果表明：开路下25%银网覆盖区域阻抗实部显著高于其他区域，拉载时同等输出电压下电池电流密度随银网面积的减少而单调递减。测量同类电池阴阳极电导率，并表征微观构造。相关参数代入模型，得出沿流道方向电流与电压分布：无银网覆盖阴极存在累积的水平电流，造成总输出电流减小及电流密度分布不均，影响电极极化过程，恶化电池输出性能。

锂硫电池具有比容量高、能量密度大、环境友好等优点，是一种有前途的储能体系，但穿梭效应和导电性差等问题严重限制锂硫电池的发展。通过模板法制备了沥青多孔碳材料，通过与尿素混合后高温分解，成功制备了沥青多孔炭与C₃N₄的复合载硫材料（AC/C₃N₄）。沥青多孔碳比表面积大、孔隙率高且导电性良好，有利于对多硫化物的捕获和电解质的渗透，加速了Li⁺和电子的传输。极性C₃N₄粘附在多孔碳表面和孔隙，有效提高材料对可溶性多硫化锂（Li₂S_x, 4≤x≤8）的吸附和催化，减少穿梭效应，保证了长循环的稳定性。载硫后获得的正极材料（AC/C₃N₄/S）在1 C电流密度下的首次放电容量为857 mA·h/g，循环400圈后容量仍剩余507 mA·h/g。在2 C电流密度下循环500圈后容量仍剩余495 mA·h/g，每圈容量衰减率为0.04%，具有良好的大电流循环性能。AC/C₃N₄/S在0.2、0.5、1.0、2.0、4.0 C和0.2 C电流密度下平均放电比容量为986、815、736、640、520 mA·h/g和859 mA·h/g，倍率性能良好。

以天然螺旋藻为生物模板合成钠离子电池Na₂Ti₃O₇/C负极材料，并与水热法合成Na₂Ti₃O₇纳米材料进行对比。结果表明：该法制备的Na₂Ti₃O₇/C负极材料呈良好的网络条状结构，其上有少量碳残留，首次充放电比容量分别是109.3 mA·h/g和117.6 mA·h/g。而水热法制备的Na₂Ti₃O₇材料首次充放电比容量分别为89.3 mA·h/g和86.3 mAh/g。250次循环后其充放电比容量平均保持率在70%左右，明显优于水热法制备的Na₂Ti₃O₇负极材料（平均为35%），且有更好的循环稳定性和更高的Coulomb效率。通过对合成的Na₂Ti₃O₇/C和Na₂Ti₃O₇在不同倍率下进行20次循环后分析其放电比容量，结果表明：两者在小电流条件下放电衰减比较快，大电流放电时电化学性能相对较稳定，且在相同倍率下Na₂Ti₃O₇/C电极材料的稳定性较之水热法合成的Na₂Ti₃O₇材料好，这为大功率混合动力电车提供了较好的动力支撑。交流阻抗对比分析显示：模板法获得的Na₂Ti₃O₇/C在充放电过程中其电极和电解液总阻抗、电极接触电阻、钠离子电荷转移电阻、Na⁺在电解液中半无限扩散Wurburg阻抗均比水热法制备的Na₂Ti₃O₇材料要小，进一步表明以天然螺旋藻为模板合成的纳米网络条状结构可以有效提高电极材料的电化学性能且锻烧中残留碳可提高其导电性，这为新型钠电池开发和应用的提供基础支持。

针对于Na₂SO₄·10H₂O相变储能材料的过冷、相分层及易泄露等问题，通过Friedel-Crafts烷基化和高温碳化的方法制备交联碳纳米管（CL-CNTs），采用熔融法制备了交联碳纳米管定型Na₂SO₄·10H₂O基相变材料并研究其性能。结果表明：大多数交联的CL-CNTs呈现管状结构，管状结构表面生长有少量碳球，交联碳纳米管上具有羟基和苯环等基团，成功制备出亲水性交联碳纳米管。分别添加质量分数为1%到5%的碳纳米管制备定型相变储能材料，当样品质量分数达到4%时（标记为样品PCMs-4），样品呈现最佳定型状态。对样品PCMs-0和样品PCMs-4的导热系数和相变潜热进行了分析，其中样品PCMs-4的导热系数显著提升，在20 ℃时导热系数最高值为1.008 W·m^-1·K^-1。芒硝相变储能材料相变循环500次后，样品PCMs-4较之样品PCMs-0表现良好的循环热稳定性，PCMs-0的相变循环前后的熔化焓损失率为18%，结晶焓损失率为25%，样品PCMs-4的相变循环前后的熔化焓损失率为2%，结晶焓损失率为2.3%，综合分析可知样品PCMs-4相变储能材料有效减少相分层现象，提高芒硝相变材料的循环稳定性。

开发高性能、高效的电极材料对提高混合超级电容器的能量密度具有重要意义。以泡沫镍为基底，制备了NiSe/Mo₁₅Se₁₉复合材料，系统地研究了不同镍钼摩尔比例对其电化学性能的影响。当n（Ni）∶n（Mo）=2∶1（摩比）时，NiSe/Mo₁₅Se₁₉复合材料的电化学性能最优，在1A/g电流密度下，样品比电容为940.9 F/g。此外，该电极材料具有良好的倍率性能和循环稳定性。由NiSe/Mo₁₅Se₁₉和活性炭（AC）制成的NiSe/Mo₁₅Se₁₉//AC混合型超级电容器（ASC）表现出较高的能量（46.5 W·h/kg）和功率密度（800 W/kg），表明NiSe/Mo₁₅Se₁₉复合材料在未来储能器件研究领域具有潜在的应用价值。

近年来，全无机钙钛矿太阳电池（PSCs）在光伏领域受到极大的关注，与有机-无机杂化PSCs相比，展现出更良好的湿、热和光稳定性；尤其是宽带隙CsPbI₂Br钙钛矿（1.92 eV）权衡了稳定性与光吸收性能，在叠层太阳电池和柔性太阳电池中展现出巨大的应用潜力。然而，溶液法制备的CsPbI₂Br钙钛矿薄膜会在界面及晶界处产生各种缺陷而成为光生载流子的非辐射复合中心，同时它对水分子敏感而容易降解，从而降低器件的光电性能与稳定性。选用了一种同时具有缺陷钝化和疏水功能的界面改性剂——四丁基铵六氟磷酸盐（TBAPF₆）对CsPbI₂Br钙钛矿薄膜进行表面改性。结果表明，TBAPF₆的PF₆^-钝化了带正电荷的卤素空位，TBA⁺则钝化了带负电的阳离子空位，且改善了CsPbI₂Br/碳界面的能级排列，从而提高了器件的光电性能（结构为氧化铟锡/SnO₂/CsPbI₂Br/TBAPF₆/C），最高光电转换效率达到12.04%，开路电压为1.24 V，短路电流密度为14.60 mA/cm²，填充因子为67%；同时，长烷基链和氟原子能够有效阻挡空气中水分子的入侵，在35%~40%的湿度环境中16 h后保持了初始效率的80%，在空气环境85 ℃、72 h后保持了初始效率的70.2%，其湿热稳定性相比于原始器件获得了极大的提升。

罗丹明B（RhB）作为工业废水中广泛存在的有机染料，对生物体危害极大。由于RhB结构稳定，传统的污水处理方法对其去除效果并不明显，因此对RhB的降解性能的研究成为研究者广泛研究的热点。通过自组装法与共沉淀法结合高温退火法制备了石墨氮化碳（g-C₃N₄）复合锰钴基普鲁斯蓝（MnCoPBA/g-C₃N₄）催化剂，用于研究硫酸根光类芬顿（SR-Photo-Fenton-like）体系下RhB的催化降解性能。MnCoPBA/g-C₃N₄催化剂在10 min内对RhB的降解效率为96%，具有良好的循环稳定性；并且在pH=1~9的范围内对RhB具有良好的催化降解性能，表明该催化剂在酸性、中性和弱碱性环境均具有良好的环境适用性。

为了提高SiO₂/TiO₂材料吸附-光催化氧化处理含氰废水的效果，使用重力自组装的聚苯乙烯微球（PS）作为硬模板，硅溶胶浸渍方法制备了大孔SiO₂；进一步，使用溶胶凝胶法负载TiO₂颗粒在SiO₂载体上，制备了具有三维互联大孔结构的SiO₂/TiO₂复合材料，采用N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱分析（XRD）、傅氏转换红外光谱分析（FTIR）等手段对其进行表征。采用高压汞灯作为光源，探讨了TiO₂颗粒负载量（质量分数）、材料用量、催化时间和吸附时间对含氰废水降解效果的影响。实验结果表明：TiO₂颗粒负载量为10%，处理100 mL含氰废水材料使用量为0.35 g，经过1.0 h暗吸附和4.0 h光照后，总氰化物、铜、铁和锌的去除率分别为98.79%、99.10%、100.00%和92.26%。材料具有较强的热稳定性和重复利用性。吸附-催化机理研究结果表明：好的吸附性能可以促进催化分解过程，氧气捕获电子是提高催化效果的主要因素；氰根降解为无毒的氮氧化物和碳氧化物，金属以沉淀形式去除。

双氧水（H₂O₂）是一种重要的化学品，可以作为氧化剂或者燃料使用。基于半导体的光催化技术能够利用可再生的太阳能，以水和氧气为原料生产双氧水，是一种极具应用前景的工艺。因此，开发高效的半导体材料成为了急需突破的目标。通过调整原料的摩尔比，利用水热法制备出一系列硫化铟锡（In_xSn_5-xS₈）样品，其中，In₄SnS₈纳米材料表现优异的光催化性能，在可见光下生成H₂O₂的速率为1.936 μmol/（L·min），较单独In₂S₃和SnS₂分别提高了5.2倍和71.7倍。能带结构分析说明In_xSn_5-xS₈的禁带宽度和能带位置可以由In/Sn摩尔比例控制，In₄SnS₈纳米材料具有合适的带宽（2.16 eV），其导带和价带分别位于-0.39 eV和1.77 eV，可以有效利用可见光并且能够同时满足双氧水生成过程的氧气还原路径和水氧化路径。此外，In₄SnS₈纳米材料的多级次纳米花状形貌可以提供更多的反应活性位点，达到提升光催化性能的目的。

Z型异质结是提高半导体光催化性能的一种有效途径，因为Z型异质结具有抑制电子-空穴复合以及为2种半导体保留高氧化还原能力的双重优点。采用简单高温固化-水热法合成了具有可见光响应的新型无定型C/g-C₃N₄/Bi₂WO₆（C/C₃N₄/Bi₂WO₆）Z型异质结。对制备的复合催化材料进行了系统表征，并选择盐酸四环素（TC）作为目标污染物评价其光催化性能。C/C₃N₄/Bi₂WO₆复合材料的光催化活性优于g-C₃N₄、C/C₃N₄和Bi₂WO₆。当C/C₃N₄与Bi₂WO₆的质量比为1.0∶0.7时，复合催化材料（样品C/C₃N₄/Bi₂WO₆-3）的催化效率最高。C/C₃N₄/Bi₂WO₆复合光催化材料催化性能的提高可能是所形成的Z型异质结促进了光生电子-空穴对有效的分离和转移。

光催化技术是当前高效、理想的环境污染治理技术之一。钨酸锌作为最具有潜力的金属钨酸盐光催化剂之一，具有很大的研究价值。目前改性钨酸锌光催化性能的方法主要聚焦于材料复合和掺杂等方面，而声化学改性钨酸锌光催化活性相关的研究鲜有报道。以声化学辅助水热法成功制备了具有氧空位缺陷的钨酸锌纳米材料，并通过X射线衍射、N₂吸附-脱附曲线、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗谱等技术表征了其物理化学性质；以亚甲基蓝染料废水为目标污染物，探究了声化学处理对钨酸锌光催化活性的影响。结果表明：超声波处理可以诱导钨酸锌氧空位缺陷的形成，从而优化电子结构，暴露出更多的活性位点，拓宽光响应范围，提高光生载流子的转移效率，从而显著提高钨酸锌对印染废水的光催化降解性能。

重金属Sb污染水体的处理一直是环境领域关注的重要课题。以天然纳米棒状粘土矿物海泡石为基础材料，通过酸处理和微波冷却回流法制备具有大比表面积和良好磁性的酸处理海泡石负载Fe₃O₄复合粉体。并通过批量吸附实验系统研究初始pH值、反应时间、Sb（Ⅴ）溶液初始浓度、吸附剂用量、异质离子（SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺和腐殖酸）等因素对复合粉体吸附Sb（Ⅴ）的影响规律。研究结果表明，酸处理海泡石负载Fe₃O₄复合粉体对Sb（V）展现出优秀的吸附性能，复合粉体对Sb（V）的最大吸附容量达到92.3 mg/g，远高于未被负载的Fe₃O₄（79.2 mg/g）、酸处理海泡石（42.3 mg/g）和海泡石原样（35.6 mg/g）对Sb（V）的吸附量。复合粉体对Sb（V）的吸附主要为静电吸引和化学吸附，吸附动力学过程更符合拟二级动力学模型，热力学更符合Langmuir吸附等温线模型。

1-3型压电复合材料作为一种新型的功能材料，具有低介电常数，低声阻抗和高机电耦合系数的优点，常用于制备高灵敏度宽带超声换能器。采用光固化成型技术打印钛酸钡微柱状结构作为1-3型复合材料的压电相，通过优化浆料配方，坯体的平面尺寸精度可达到±10 μm，烧结后压电微柱的宽度和高度分别为120、330 μm，将环氧树脂填充于压电微柱的间隙制备1-3型压电复合材料，研究了不同压电相体积分数（20%~45%）对1-3型压电复合材料电学性能的影响。当压电相体积分数为45%时，压电复合材料的压电常数d₃₃为74 pC/N，机电耦合系数k_t为0.48，介电常数ε_r为1167，介电损耗tanδ为0.023，声阻抗Z为10.43 MRayl（1 Rayl=1 Pa·s/m=10^-6 MRayl），与钛酸钡陶瓷相比（k_t约为0.37，Z为31.64 MRayl），其机电耦合系数提高了30%，声阻抗降低67%。研究结果表明，光固化成型技术制备的压电复合材料兼具高机电耦合系数和低声阻抗的优势，为压电复合材料在高性能超声换能器的应用提供了一种高效、低成本的制备方法。

为了构筑光传感和阻变一体化光电器件，利用脉冲激光沉积法制备兼具稳定自驱动光响应和电致阻变特性的Pt/Ga₂O₃/Nb∶SrTiO₃光电器件，研究了器件的光响应机制与阻变机理。在0 V偏压下，器件具有快速的紫外光响应特性（τ_r/τ_d=60 ms/120 ms），峰值光响应度达13.4 mA/W（λ=250 nm）。上述自驱动光响应被归因于Pt/Ga₂O₃界面形成的Schottky结内建电场对光生载流子的高效分离作用。同时，器件呈现稳定的双极性阻变行为，高/低阻值变换比约为10⁴，通过施加不同的脉冲电压可实现多阻态间的快速切换，且具有良好的抗疲劳和保持特性。器件的多级阻变效应主要来源于载流子注入和氧空位陷阱中心束缚/解束缚对Schottky势垒的调控作用。以上研究对于开发新型Ga₂O₃基多功能光电器件具有指导意义。

添加剂是改善润滑油性能的重要手段，对蒙脱石（MMT）和有机钼复合润滑油添加剂的减摩抗磨性能进行了研究，期望取得较单一添加剂更优异的润滑效果，提高机械设备在恶劣工况下的运行稳定性和安全性。研究结果表明：有机钼中的二烷基二硫代磷酸钼（MoDDP）和MMT作为单一润滑油添加剂均表现出较好的润滑性能，随着MMT和MoDDP添加质量分数的增加，摩擦系数和磨斑直径呈现先降低后升高的趋势，MMT和MoDDP的最佳添加质量分数分别为3.0%和1.5%。与基础油相比，1.5% MoDDP可分别降低41.0%的摩擦系数和48.9%的磨斑直径，3.0% MMT可分别降低40.6%的摩擦系数和48.2%的磨斑直径。与单一添加剂MMT、MoDDP相比，3.0% MMT/1.5% MoDDP复合添加剂可进一步改善润滑油的减摩抗磨性能，相较于基础油，可分别降低56.3%的摩擦系数和52.3%的磨斑直径。MMT和MoDDP具有优良的润滑性能和协同作用，润滑过程中能生成MoS₂、MoO₂、FeS₂、Fe₂O₃化学反应膜和SiO₂物理吸附膜，能够有效地降低摩擦、减少磨损。

为解决高孔隙铝基陶瓷型芯强度不足的问题，向陶瓷浆料中混杂不同比例的短切尼龙有机纤维（N_sf）与短切无机氧化铝纤维（A_sf），采用热压注成型法制备高孔隙高强度氧化铝基陶瓷型芯。结果表明：N_sf氧化烧失显著增加型芯气孔率。A_sf通过脱黏、拔出、断裂等机制有效消耗裂纹扩展能，提高型芯抗弯强度。当N_sf/A_sf质量分数（w）比为6∶7（w（N_sf）=0.90%，w（A_sf）=1.05%）时，氧化铝基陶瓷型芯具备最佳的综合性能，当其抗弯强度为20.1 MPa，显气孔率达到43.31%，线收缩仅为0.2%，可满足精铸需求。因此，调配有机-无机纤维比例，能有效增加型芯孔隙率还可以弥补纤维氧化烧失导致的强度损失，显著降低了型芯收缩，保证型芯尺寸精度和烧结成型率。

钢纤维的掺入可有效增强混凝土的整体性与基体韧性，满足实际工程中对混凝土材料高强度与高韧性的性能要求，但现阶段对于钢纤维混凝土增强增韧机理与破坏机制的研究主要基于宏观试验，难以全面揭示材料内部损伤破坏过程及钢纤维增韧机理。通过建立钢纤维增强混凝土梁的三维细观模型，更为直观地分析钢纤维掺量和冲击速率对于钢纤维混凝土梁抗冲击性能与破坏形态的影响。结果表明：利用三维钢纤维增强混凝土梁细观模型可有效反映动态冲击条件下梁的力学性能与破坏形式；在低速冲击下，钢纤维的掺入可提升混凝土的耗能与抗冲击性能，且钢纤维存在最优掺量；当冲击速率低于10 m/s时，钢纤维的增强效果更为显著。该成果可为复杂动力环境中或低速冲击威胁下钢纤维混凝土受弯构件的工程应用与安全评估提供参考。

Bi₂Te₃基合金因其优异的电输运性能和较低热导率在低温区热电材料中备受关注。然而由Bi₂Te₃基合金制造的热电发电或制冷器件转化效率仍较低，因此进一步提升Bi₂Te₃基材料的热电优值zT是关键。由于晶格热导率与电性能参数关联较少，在热电性能参数中较为独立，因此，在不影响电性能的前提下，通过声子工程降低晶格热导率成为提升zT值的重要方法。本文主要综述了近年来通过纳米改性、超晶格结构、纳米复合、掺杂和引入位错阵列等声子工程优化Bi₂Te₃基材料热电性能的主要研究进展。通过这些优化手段可以显著降低材料的比热容、声子群速度或声子平均自由程，Bi₂Te₃基材料的晶格热导率显著降低，热电性能大幅提升，为热电器件的应用提供科学和技术支撑。

热电材料是一种能够实现热能和电能相互转换的清洁能源材料。近年来，随着可穿戴电子设备的蓬勃发展，柔性热电材料成为研究热点。热电材料中载流子和声子传输表现出强耦合特性，严重制约热电性能的提升。功能基元序构是一种优化材料性能的有效策略。在材料中构筑不同作用机制的功能基元，并将功能基元进行序构，同时增强功能基元间的协同效应，可以有效地提升材料的性能。本工作主要以硒化银基柔性热电薄膜为例，介绍功能基元序构和功能基元间协同效应对电、声输运性能和柔性的作用机制。

可调谐微波器件是相控阵雷达和现代移动通信技术的重要技术核心，具有广阔的应用前景和市场需求。Ba_xSr_1-xTiO₃铁电薄膜材料因其高介电可调性和快速的场响应而被认为是可调谐微波器件最有前途的材料之一。目前，人们对该材料降低介质损耗和提升介电可调性方面的研究取得了众多进展。综述了近年来国内外有关Ba_xSr_1-xTiO₃铁电薄膜的介电性能研究以及其在可调谐微波器件的发展现状，并探讨了其研究中所存在的主要问题及未来研究重点。

高离子导电率、宽电化学窗口、高锂离子选择性和良好机械性能的固态电解质是高性能固态电池的核心。复合固态电解质具有良好的电化学性能和优异的机械性能，是目前固态电解质研究的主要方向之一。本综述总结了复合固态电解质的组成，锂离子的传输途径，重点阐述了每类复合固态电解质的制备、离子电导率和电池性能的研究进展；并探讨了复合固态电解质耐受锂金属还原性和高压正极氧化性的双层或多层结构设计。最后，概述了复合固态电解质面临的主要问题，指出高离子导电率和低界面阻抗的复合固态电解质仍是未来的主要研究内容。

太阳能驱动水蒸气产生（SSG）可应用于海水淡化、污水处理等领域，对获取纯净水和解决水资源短缺问题具有重要意义。通过提高光热材料的光热转换性能、水传输速率和系统的热量管理，可实现超高的太阳能蒸气转换效率。太阳能驱动水蒸发发电系统拓展了SSG的功能性，进一步提高了系统的能量利用率，为小型电子器件、柔性穿戴设备和偏远地区供电提供了创新模式。太阳能驱动水蒸发发电系统主要分为在SSG基础上集成发电模块和自供电2类发电方式。本文总结了太阳能驱动水蒸发发电系统的研究进展，分析了不同发电模式和材料类型的优缺点，对太阳能驱动水蒸发发电系统面临的挑战和未来的发展进行了分析和展望。

水系二次电池因其安全性高、成本低以及对环境友好等特点，在大规模储能领域展现出广阔的应用前景。电极材料作为电池的关键组成部分，其性质直接影响电池电化学性能。锰氧化物具有晶体结构丰富、理论比容量高、氧化还原电位高、成本低等优势，被认为是最具发展潜力的正极材料之一。然而，锰氧化物存在导电性差、结构不稳定、锰溶解等问题，使电池面临倍率和循环性能差的严峻挑战，限制了其实际应用。此外，锰氧化物的反应机制较为复杂。针对上述问题，本文通过调研有关锰氧化物的文献，首先分析了其晶体结构类型和特点，进一步按照电解液酸度梳理归纳了锰氧化物在（弱）酸性和碱性条件下的反应机制，简要阐述了其在水系碱金属离子、多价金属离子以及非金属离子二次电池体系的研究进展，最后对未来高性能锰氧化物正极的发展方向进行了展望。

近年来，卤化物钙钛矿材料的光物理性质被充分研究，因其具有高电子迁移率和双极性电荷传输等特性，在室温气敏传感领域具有广阔的应用前景。本综述介绍了卤化物钙钛矿材料及其气敏传感应用，调研了卤化物钙钛矿气敏传感材料的研究现状，详细探讨了不同体系卤化物钙钛矿气敏传感器在NO_x、NH₃、H₂S、挥发性有机化合物（VOCs）以及其他有毒、有害气体检测方面的性能参数和传感机制，最后展望了卤化物钙钛矿气敏传感器的发展趋势，以期为进一步提高器件性能和拓展器件应用提供参考。

钙钛矿复合氧化物催化剂因其电子结构可调、物性丰富、组成灵活、环保等特性而备受关注。讨论了溶胶凝胶法、共沉淀法、微乳液法、水热/溶剂热法等钙钛矿复合氧化物催化剂制备方法及其优缺点，综述了钙钛矿复合氧化物在热催化、光催化、电催化以及协同催化中的应用和催化剂性能优化，重点考察了其在CO₂还原和甲烷活化等方面的催化性能及其催化机理，最后总结了钙钛矿复合氧化物催化剂在催化CO₂还原和甲烷活化等方面存在的问题，并展望了钙钛矿复合氧化物催化剂的发展前景，以期为研发更加高效、稳定的钙钛矿复合氧化物催化剂提供借鉴。

WO₃是一种典型的过渡金属氧化物，具有储量丰富、绿色环保、稳定性好、可见光响应和合适的能带结构等特性，在光催化领域有广阔的应用前景，但是较低的太阳能利用率、较高的载流子复合率、弱的还原能力和活性位点密度低等缺点导致其性能较低，从而极大限制了其实际应用。本文综述了近年来WO₃光催化材料的改性策略，包括形貌调控、氧空位调控、元素掺杂、助催化剂负载、构建异质结等。最后讨论了WO₃材料现阶段的制约点和其在未来能源转化领域的发展方向。

介孔活性炭作为一种具有高比表面积、大孔径和孔隙率体积、表面易于修饰、水热稳定性良好等特性的非硅基介孔功能材料，被广泛应用于催化、电化学、生物医药和吸附等诸多领域，成为国内外研究热点之一。本文综述了物理和化学活化法、硬模板法、软模板法、溶胶-凝胶法制备介孔活性炭材料，比较了各种方法的优缺点，并阐述了非金属掺杂、过渡金属掺杂、稀有金属掺杂和表面功能化氧化改性对介孔活性炭材料进行结构改性和功能化方面的进展。另外，简述了介孔活性炭材料中在重金属污染中的去除应用，最后对介孔活性炭材料新的发展方向进行了展望。

沸石分子筛（简称沸石）在吸附、分离和催化等领域具有广阔应用前景，但沸石合成速率慢、工业化生产效率低；同时高品质沸石主要由化学原料合成，制备成本高，因此，利用自由基提高合成速率，以粉煤灰为硅铝源降低合成成本，对沸石的工业化生产和大宗固废的消纳具有重要的现实意义。本文对自由基促进沸石合成的作用机理进行调研，同时探究自由基促进粉煤灰硅铝活化的可能机制，挖掘自由基在沸石合成体系中的产生及存在，并针对粉煤灰来源广、成分杂问题，系统梳理了各类预处理方法，在此基础上，提出了利用自由基有望解决粉煤灰中硅铝活化难的问题，这将为粉煤灰大规模、高值化利用提供可能途径。

凹凸棒石是一种具有2∶1型链层状结构的硅酸盐黏土矿物，针棒状的晶体长度约为0.5~5.0 μm，是一种不可再生的天然纳米材料。凹凸棒石特殊的结构赋予了它优异的吸附性，胶体性等性质。凹凸棒石作为绿色的天然矿物材料，具有良好的生物相容性，并且储量丰富，价格低廉，所以在生物医药领域有着广泛的应用潜力。本文综述了凹凸棒石在生物抗菌、药物输送、骨组织工程、伤口敷料等方面的应用研究进展，并对其未来的应用前景进行了展望。本文对于凹凸棒石的生物医学应用研究具有重要的参考价值。