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关键词： 电催化   锂空气电池   CO还原   密度泛函理论  

摘要： 在电催化领域,电极材料要具备以下几个特点:1、高导电性,因为整个过程都需要电场参与,这样才能在反应过程中影响锂离子或氢离子的能量,如果材料的导电性不好,会使得电场和电子无法进行有效的传递。2高比表面积,只有材料拥有较高的比表面积,才能暴露出更多的附着位点,能够让锂、氧气、氢、有机分子、二氧化碳等分子更好的附着在上面参与反应。3高空隙率,拥有高空隙率的材料能够使氧气、二氧化碳等小分子顺利的渗透进材料中参与反应。如果空隙不够多会导致小分子无法渗透进材料与电解液接触进而阻碍反应的进行。二维材料拥有高比表面积,高孔隙,有利于离子附着和氧气传输等优点,以石墨烯为代表的碳基材料用于正极催化剂时虽然具有良好的催化效果,但其本身容易与电解液或氧气发生不必要的副反应反应,性质不稳定,因此,碳基二维材料不是较好的催化剂。在本文中,我们提出双层四方AlN作为碳基二维材料的替代品,因为该材料属于III-V族材料,与IV族的C具有相似的性质,且氮元素和铝元素在元素周期表中离碳元素的距离比较近。本文基于第一性原理密度泛函理论(DFT)对AlN进行了模拟,提出了一种双层四方氮化铝作为催化剂的解决方案。锂空气电池是通过锂和氧之间的反应来实现能量的存储和释放的,我们通过密度泛函理论(DFT)对O的解离和Li的吸附引发的放电行为进行研究。通过模拟计算得到生成LiO或2(LiO)的中间产物和它们的成核路径后,进一步生成自由能图用于预测LiO促进的放电产物,最终预计放电的过电势为0.57V,充电的过电势为0.21V。然后预计充电过程中LiO催化分解的活化势垒为1.45e V。通过上述结果,再结合电子分析,可以知道双层四方AlN是锂空气电池的一种有前途的催化剂。本文还对AlN对催化CO生成有机物的效果进行了预测。DFT计算结果发现AlN上发生析氢反应需要额外提供1.83e V的能量,能够有效的抑制氢气的生成,并且AlN可以吸附并激活CO。我们发现当外界电压为1.59～1.70V时,碳还原反应(CRR)过程会形成CH OH。当外界电压为1.70～1.83V时,CRR过程不仅会形成CH OH,还会形成CH。虽然在AlN上进行CRR需要较高的电压,但低廉的价格和范围较大的电压仍然表明AlN在电催化还原二氧化碳方面是一个有效的催化剂。

关键词： 密度泛函理论   锂-硫电池   锂金属电池   电化学还原   氧析出反应  

摘要： 进入21世纪以来,能源问题日益严重,在世界范围内出现了能源资源消耗过快、油价激增、以及不可再生资源发展过慢等恶劣问题。为了应对上述问题,世界各国积极采取多种以清洁能源为主的应对策略。作为能源大国,能源问题尤其需要得到关注。2020年,我国提出早日达到“碳中和”和“碳达峰”。为了早日实现上述目标,需要大力发展清洁能源、高能量密度储存、以及实现碳的循环利用等关键技术。基于第一性原理的理论模拟可以在能源化学模拟中发挥重要作用。本文运用量子力学方法对两类重要的电化学能源问题进行了研究。首先是电池为核心电化学储能,包括:锂金属电池界面的化学反应和微观结构,和锂-硫电池中的基本还原机理。其次是以电催化为核心的能源转化,包括:铜银体系中CO2电还原为乙醇的微观反应机制,和以金属有机框架为催化剂的氧析出反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)。在上述研究中,从微观层面获得了一系列发现和成果,具体如下:一、钛氢纳米点催化锂-硫电池多硫还原。锂-硫(Li-S)电池具有成本低、环境友好、以及理论能量密度高等优点,备受关注。但由于多种技术困难,Li-S电池至今无法商业化。其中,多硫化锂(LiPSs)的穿梭效应是导致Li-S电池容量快速衰减和寿命短的致命问题。已有实验结果表明,TiH2纳米点(以下简称为THND)可以降低多硫化锂(LiPSs)的穿梭效应。但是,其微观反应机制尚不明确。为了阐明其反应机理,我们利用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT),系统地研究了 THND催化多硫化合物的还原过程,并计算了基元反应的反应自由能。中间产物包括S8、Li2S8、Li2S6、Li2S4、Li2S2和Li2S。DFT计算结果显示,将S8还原为Li2S的整个过程中,从Li2S2到Li2S是决速步骤。以此为判据,THND可以显著提高S8的转化效率,性能大幅度优于常规石墨烯体系。上述结果与合作实验结果一致,说明THND是一种可以显著降低多硫化锂(LiPSs)的穿梭效应的高性能材料。二、锂金属界面结构和反应机理的理论模拟。锂金属电池具有极高的能量密度,被认为是具有重要应用潜力的下一代电池技术。但锂金属电池中存在枝晶的不可控生长、死锂情况严重等致命问题,至今无法实现商业化。在本文中,对一种双溶剂电解液进行了深入的研究。已有实验结果显示,该电解液可以显著提高锂金属电池循环稳定性。为了揭示其固体电解质界面(Solid Electrolyte Interphase,SEI)的结构。我们利用独立开发的混合算法,即结合从头算和反应力场的混合分子动力学方法(HAIR),系统地研究了 SEI形成过程中的反应机制和结构演化。HAIR模拟提供了溶剂(FDMA和FEC)和盐(LiTFSI)的初始还原机制的关键信息,包括:FDMA和FEC快速分解生成F-,形成LiF无机SEI内层保护锂阳极;FDMA分解导致含氮有机成分,如Li-N-C、LixN等,可以增加离子电导率而提高电池的性能等。XPS分析证实SEI形态的演变模拟结果与已有实验一致。这些结果对深刻认识SEI的形成过程提供了微观机理,为开发可商用的锂金属电池提供了理论基础。三、铜银催化剂还原CO2为乙醇的反应机理研究。乙醇(EtOH)具有广泛的应用且能量密度高,是一种重要的液体燃料,因此是CO2还原的理想产物。但现有催化剂还无法实现CO2还原针对乙醇的高选择性。在本工作中,我们与实验合作者紧密配合,开发了一种Cu-Ag-O三元催化剂,可以实现乙醇的高选择性。通过计算CO2在dCu2O、dCu2O/Ag2.3%表面上的还原路径反应势能面。计算结果表明:相对于纯铜表面,掺杂Ag的Cu-Ag-O表面催化效率更高,更容易获得乙醇产物,产物的形成能更低,热力学上更有利。由于乙醇产物分支发生在*HCCOH之后,所以*OCCOH的形成决定了乙醇的选择性。模拟结果表明,与纯Cu(111)相比,掺杂Ag降低*OCCOH的形成能(决速步骤,RDS)0.1 eV。在Cu-Ag-O(111)上,EtOH在热力学上是有利的,这表明在Cu-Ag-O表面上EtOH的形成比C2H4的形成更容易。与纯铜相比,*HCCHOH和*H3CCHOH在Cu-Ag-O上的EtOH途径的形成能显著降低了 0.09 eV和0.17 eV。上述预测趋势与实验观测到的高效乙醇选择性一致。以上理论预测,为进一步开发高选择性乙醇催化剂的开发提供了重要指导。四、MOF催化氧析出反应的金属位点效应。有机骨架(Metal organic frameworks,MOFs)可以作为氧析出反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)的催化剂,但性能尚未达到商业化的要求。在本工作中,我们与实验合作者深度配合,通过金属位点调控开发

关键词： 高考   化学反应原理   试题分析   教学策略  

摘要： 《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》作为高中化学教学的指导性文件,对高中教师课程教学起到引领作用。课程标准作为具体课程内容教学的重要指导依据反映于教材,最终通过高考试题来呈现。而化学反应原理作为高中化学基础知识的一个重要部分,不仅对学科核心素养的培养起到一定的支撑作用,更是高考化学的必考内容,通常以选择题和综合题的形式进行考查。但在实际教学中,由于部分一线教师对新课标的认识不够全面,缺乏对新课标和近几年高考试题的分析研究,导致在教学过程中涉及的部分教学内容出现偏、难、怪等现象,对有些较难的高频考点强化不到位,使得教学效率低下。另外,随着高考模式的新改革,化学反应原理在分值和题型发生了变动,试题难度也随之上升,这就要求教师在化学反应原理模块的教学策略高效精准。所以化学反应原理模块的高考试题分析和教学策略是值得研究的课题。本研究以2019-2021年高考全国卷(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷)及(甲、乙卷)化学反应原理模块的试题为研究对象。基于《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》和《2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲(化学)》,本文对试题的分值比重、高频考点、试题情境、信息呈现方式以及核心素养的渗透维度等进行统计分析。采用问卷调查法,设计调查问卷来了解高二学生化学反应原理学习的现状,并结合当前的教学现状对高二级的优秀教师进行访谈。最终根据高考试题分析和教育调查得出的结论,结合建构主义理论、认知结构迁移理论、布鲁姆教育目标分类理论,提出化学反应原理模块的教学策略并应用到教学设计案例中。研究表明,(1)化学反应原理试题在真实情境中运用丰富的题干信息呈现方式,来考查学生解决实际化学问题的能力;(2)试题着重考查影响化学反应的速率、化学平衡的因素和水溶液中的离子平衡以及电化学等知识点。学生在学习中主动性不强,并没有很好地理解知识点,问题解决的综合能力较弱。为此本文提出五点教学策略:(1)研读课标大纲,找准高考热点;(2)重视基础知识,加强变式训练;(3)化学实验与多媒体结合教学;(4)精选优质例题,归纳解题策略;(5)课下互动交流,克服答题恐慌。并在两个案例的实践教学运用中取得了良好的教学效果。

关键词： 化学教科书   比较研究   化学学科能力  

摘要： 教科书内容所蕴含的能力结构影响着学生建构知识的方式,进而影响学科核心素养的实现。本研究以中国“人教版”高中化学教科书、美国高中化学教科书Chemistry:Concepts and Applications“反应原理”的内容为对象进行分析,旨在揭示二者能力结构的差异,为我国教科书编写和使用提供建议。首先,本研究基于国内外文献综述,从内容建构和能力结构两个层面构建了分析框架。根据知识内容及其编排逻辑将内容建构分为内容分布和逻辑关联两个维度;根据化学学科能力的构成要素,将能力结构层面分为宏微结合能力、实验探究能力、定量计算能力、综合应用能力等4个维度。其次,本研究利用分析框架对中美两国高中化学教科书“反应原理”的内容进行编码统计、分析比较,得到如下结论:在内容建构层面,中美教科书“反应原理”的内容分布整体相似,逻辑关联趋于一致。内容分布维度上,两版教科书“反应原理”的内容选择相差无几,呈现方式差异略大。逻辑关联维度上,两版教科书“反应原理”知识逻辑均为螺旋式、直线式相结合,展开描述知识点;我国教科书的知识结构更为复杂,知识点之间的关联度更高。在能力结构层面,中美教科书“反应原理”内容主要呈现以下特征:（1）能力水平分布合理。中美教科书“反应原理”内容均呈现出中间水平＞低水平＞高水平的趋势,体现出两版教科书重视基础、适当发展高能力水平的编写特点。（2）宏微结合能力比重大、实验探究能力比重小。中美教科书“反应原理”宏微结合能力、实验探究能力的比例分布体现出两版教科书注重宏微结合能力的发展,但在实验探究能力的落实上仍有待考虑。（3）各自侧重发展能力有所不同。中美教科书除重视宏微结合能力的发展外,另有侧重地发展其他关键能力,具体而言,中国版教科书注重宏微结合和定量计算能力的发展,美国版教科书更重视宏微结合和综合应用能力的发展。

关键词： 强化学习   混合策略   最大熵原理  

摘要： 本文研究的是基于最大熵原理对强化学习算法的优化改进问题。强化学习算法是机器学习算法的分支,相较于需要标签数据的监督学习算法,强化学习算法是通过智能体与环境的交互获得奖励值以训练模型,而在最大熵模型的框架下应用强化学习算法,则能实现算法的策略熵最大化,即对环境中的信息尽可能多的掌握,以实现智能体对环境的充分探索。本文通过对研究的强化学习算法的改进,提升算法的探索能力和稳定性,使得算法能够适应更加复杂的环境,节省计算成本。首先,本文综述了所研究的基于值函数选择行为的强化学习算法的优点、局限、以及改进的方向,并引出了本文的工作内容及创新之处。为使得算法能够对环境进行充分的探索,以应对环境突变造成的智能体选择最优路径却无法到达目标的状况,前人提出可以将熵和奖励设置成同样重要,使得算法在搜索的过程中,在保证探索环境所获奖励值达到最大的情况下,探索的策略熵值也达到最大,并使算法能够输出随机性策略,以解决算法存在的只能输出单一解的问题。为使得算法能够适应更加复杂的环境,又有人提出可以使用混合策略,但在最大熵模型的框架下应用这一策略,便需要对该策略的熵进行估计。然而各策略之间存在成对距离,这便使得混合策略的熵并不等于各策略熵的简单求和,故本文提出了一个混合策略熵的估计,可形象地定义为混合边际熵的加权和,本文证明了此定义的混合策略熵的方差,相对于各策略熵简单求和的方差是变小的。同时,对于强化学习算法探索的不确定性,主要体现在智能体采取的动作和其所处的状态的不确定性,而目前强化学习算法中所加入的熵,是基于当前状态的策略熵,当前状态是已知的、确定性的状态,这便使得算法的改进只考虑到动作的不确定性,而忽视了状态的不确定性,限制了智能体的探索,所以本文将策略熵计算中的当前状态替换为下一时刻状态,使得算法中策略的迭代改进能够同时考虑到动作和状态两方面的不确定性,以增强智能体对环境的探索能力。其次,本文根据上述改进思路,给出了改进后算法的优化目标和值函数的定义式,推导出了改进后策略的定义式,并证明了通过该策略定义式计算得到的Q值,将大于或等于较其他策略计算得到的Q值,即说明本文推导出的策略定义式至少能保证算法的Q值较其他方法定义的Q值是不会减小的,也就说明了该策略定义式是合理且有效的。同时,本文还对策略值函数的收敛性进行证明,得出算法改进后值函数的表达式,其经过迭代更新后,仍然是能够收敛的,从而证得改进后算法的收敛性。对于算法的实现,本文给出了用于构建Q值网络和策略网络的损失函数,推导出了损失函数的迭代梯度方向,将改进后的算法命名为SAMS算法,并给出了改进后算法的实现流程。最后,本文通过设计实验,检验了改进后算法的效果有所提升。本文基于Python语言对SAC算法和SAMS算法进行实现,并对物理仿真软件Mojoco中的Swimmer-v2、Hopper-v2、Walker2d-v2、Half Cheetah-v2、Ant-v2、Humanoidv2这6种环境进行测试,针对每种算法每种测试环境分别进行5次试验,计算5次试验的均值和方差以充分说明算法所能获得奖励值大小和算法的稳定性。定义了平均回报变化幅度、最后一个测试单位的平均回报及其方差等指标分析实验结果,最终发现在6种测试环境中,SAMS算法所得到的平均回报的增上幅度,总是高于或略高于SAC算法,即SAMS算法相较于SAC算法,其探索环境更容易在短时间内获得较高奖励值,其在迭代的初期收敛速度更快。同时在最后一个测试单位中,改进后的SAMS算法仍能保持与SAC算法大致相同的平均回报值,且在某些环境中SAMS算法的平均回报值有所提升。同时,比较最后一个测试单位平均回报的方差可以看出,SAMS算法计算所得方差略低于SAC算法,其计算结果波动幅度更小。这也就说明SAMS算法相较于SAC算法,其智能体探索环境所获奖励值在某些环境中有所提升,其所获奖励波动幅度变小,算法更加稳定。

关键词： 雨课堂   混合式教学   化学反应原理  

摘要： 当今互联网高速发展、社会信息化,信息技术改变了我们生活的方方面面。在互联网的驱动下,教育信息化,学生的个性化发展不再局限于传统的课堂教学,以网络在线教学与传统课堂教学相融合产生的混合式教学成为必然趋势。本研究以雨课堂为混合式教学的智慧教学工具,采用文献研究法、问卷调查法、访谈法和实验法对基于雨课堂的混合式教学进行研究,并以建构主义理论、激励理论、远程学习圈理论和教育传播理论为支撑,设计了教学案例,将其应用于高中化学反应原理模块。通过分析实验前后学生成绩的差异,结合对学生的问卷调查和教师的访谈,以了解基于雨课堂的混合式教学模式的应用效果。研究结果表明:基于雨课堂的混合式教学模式应用于高中化学反应原理,可以改变学生学习方式,提升学生信息技术的应用能力;激发学生学习兴趣,提高学生课堂参与度;增强学生自信心,提高学生自主学习的能力,实现教、学、评一体化。

关键词： 简评   辜正坤   互构语言文化学原理  

摘要： 互构语言学是北京大学教授辜正坤建立起来的语言学新流派。本文追溯了互构语言学的起源、定义与内涵,介绍了互构语言学理论的主干内容,描述了互构语言学理论的主要观点,剖析了互构语言学面临的一些问题。

关键词： 复分解反应   “复分解反应原理”知识   认识模型   Rasch模型  

摘要： 新课标倡导“素养为本”的教学,化学核心素养内涵不仅包涵学生需掌握的学科知识与思想方法,更是学生未来成长发展的关键能力与必备品格。因此在中学阶段从知识发展的整体视角对学生核心素养的培育与落实出发,并基于此进行教学与实践等相关研究至关重要,但发现从实证角度对复分解反应相关的知识认识发展进行跨学段的整体性的研究十分缺乏。“复分解反应原理”知识涉及众多化学反应原理,是一种重要的理论工具,依据中学化学课程结构设计,其内容上呈现出彼此承接、不断深化的特点,认识角度和深度从宏观定性到微观定量、从孤立到系统动态的进阶性认知发展,既包含了本身的知识内容学习特性又承载着促进学生学科思维认识发展的功能特征。文章在综述文献的研究现状及结合教学实践经验的基础下,从整体性视角对中学阶段“复分解反应原理”知识进行内容分析解构与认识模型建构,创造性地提出了基于认识对象、认识角度和认识水平深度发展的中学阶段“复分解反应原理”知识认识模型,并基于模型选取完成中学阶段“复分解反应原理”知识学习的学生作为被试,编制问卷探查学生“复分解反应原理”知识的认识发展水平现状,借助Rasch测量理论和Winsteps软件从质性和量化相结合的方式对从问卷中提炼的数据进行分析,结果如下:（1）测试工具的相关指标中,评分信度（量表信度）为0.93,具有较好的内部一致性;难度均值0.07,分离度9.85,具有一定的难度表现以及难度纵深;单维性检验中,75%的项目落在-0.4～0.4区间,具有较好的测试效度;被试和项目的Infit与Outfit的MNSQ值均十分接近期望值1、整体的Infit与Outfit的ZSTD指标均接近期望值0,即说明问卷中的试题与Rasch模型拟合程度良好,能够达到测量学生认知水平的目的。（2）赋分总分以及不同编码的响应人数均接受正态分布,符合教学常态,能够反应出真实情况;学生的认识角度聚焦于宏观-微观-符号,在曲线表征中倾向于定性的去表征,缺少定量的思维,习惯于静止-系统的视角去认识“复分解反应原理”知识。依据“复分解反应原理”知识认知水平划分,学生认识发展水平处于水平2,能够达到宏微结合-初步定量的认识深度,原因可能在于选修阶段的教学更加注重知识本位,强调对知识的系统教学,缺乏促进认识发展的动态教学视角。依据以上研究结论,笔者认为教育研究者应结合教学实际,培养学生动态认识视角,利用已有的核心概念,在教学中“以一抵百”,从知识本位向知识能力结合的素养本位转型;化学基本观念与核心素养具有内在联系,在教学中突出化学基本观念,多角度的认识方式有助于学生的学科核心素养形成;基于数理学科思维的化学“四重表征”能力越来越受重视,在教学中应当注重学生对定量计算能力、多重表征能力的培养,从而有利于学生的认识发展进阶。

关键词： 原电池教学方法   模型认知   证据推理   应用策略   教学效果  

摘要： 新课程改革正在不断深化,对于学生的学习要求有了进一步提升,新课标明确指出我们的重点在于培养学生的核心素养。在新课程改革的大浪潮中,学生们证据推理与模型认知的综合分析能力以及能够内化知识独立解决实际问题的能力已经成为新课程改革之下应重点着手培养的部分。然而,由于高考升学的压力学习过程中注重刷题提升分数,而未真正培养学生核心素养能力的问题也呈现更加严重的趋势。在高考化学试卷中考察基础和实际结合的问题层出不穷,将模型与实际生活进行联系,反观现行的化学学科教学中更多的偏重于刷题提高分数,而非培养解决实际问题的能力,因此与高考的要求不完全匹配。化学学科具有非常强的逻辑性,其中电化学实验就是将基础知识加以论证的过程,具有很强的逻辑要求。所以教师的教学模式在学生进行化学实验时起着非常重要的作用,是培养学生对知识理解和应用的过程。本文通过调查研究发现:在原电池的学习过程中,加强学生对于模型的认知教学环节有助于提高分析实际问题的能力,进而做到提高分数。在设计活动前还要对学生进行充分了解,利用活动的逐层推进帮助学生在强化学习效率的同时,落实和提升化学学科的核心素养。以盘锦市大洼区高级中学高—年级教师及学生作为本文的调查对象,通过文献调查研究法、访谈法、问卷调查法等,得出高一学生当前学习电化学的过程中存在以下问题:在教学过程中,学生厌学情绪较高。经探究发现,出现该现象的原因是学习过程过于琐碎而没有系统性,填鸭式的教学也让学生找不到学习的章法。恶性循环下教师的教学质量得不到提升,但在部分改进课堂的案例中仍有教学设计过于繁杂,可操作性不强的问题出现。笔者不禁思考面对这些问题,我们应该如何去处理?参考新课标中提出的核心素养,笔者研究核心素养的提升办法恰恰就是问题解决的明灯。本文依照这些问题,通过访谈法、问卷调查法等方法进行实际探究。在探究过程中对高—化学学科教师进行访谈和对高一学生们进行问卷调查并结合化学学科成绩分析,进而总结问题。针对这些问题本文提出了电化学模型教学的一些策略:(1)课堂教学实施按照宏观表征-微观表征-符号表征的设计思路进行;(2)联系实际模型进行教学,增加课堂中对于实际案例的分析;(3)增加课堂中学生动手参与实践的活动,从而掌握原电池的运行原理。研究表明,使用这—教学策略,可以有利于引导学生完善知识体系,从而获得解决实际问题的能力,并落实核心素养,完成教育体系的革新。

关键词： 掺硼金刚石   表界面改性   甲基橙降解   葡萄糖传感   电致化学发光  

摘要： 金刚石是重要的超宽带隙半导体材料,有“终极半导体”之称,具有优异的光学、热学和电学性质,在科技、国防、医疗卫生等领域都有极大的应用需求。掺硼金刚石（BDD）是通过对金刚石进行p型掺杂得到的材料,具有宽电化学窗口、低背景电流、低表面吸附等特性,在电化学的相关研究中扮演着重要角色。然而,BDD表面的本征惰性影响其电化学性能的发挥,亟需开发新的方法对其表界面性质进行调控以适应实际应用。本论文以BDD为研究对象,结合表界面改性技术,对其界面电化学反应的原理和应用展开研究。主要研究内容及结论如下:1、概述了金刚石和掺硼金刚石的结构、性质、材料表面微结构的制备方法,综述了过渡金属d带理论、疏水物/水界面性质以及掺硼金刚石电化学应用和研究现状。2、利用高速纳秒激光雕刻制备了 patterned-BDD,实现了甲基橙降解速率的有效提高,最终颜色去除率接近100%;结合高速纳秒激光雕刻和脉冲电沉积方法,开发了基于掺硼金刚石的非酶葡萄糖传感电极,该电极由patterned-BDD和致密的铜纳米片（CuNFs）阵列组成,实现了微量葡萄糖的快速、精确、高信噪比检测,具有高灵敏度（2119 μA cm-2 mM-1）、超快响应时间（＜1 s）、极低检测限（0.2 μM）等特征,同时具有极佳的循环稳定性（500循环）和抗干扰能力,在空气中储存8个月后其检测活性仍保持在90%以上。3、分析了 CuNFs/BDD高效葡萄糖传感的原理,Cu的d带促进了葡萄糖的催化氧化反应,patterned-BDD提供了高的信噪比并保证了 CuNFs/BDD的强稳定性,表面多级微纳米结构加速了界面的传质和电子转移。4、在 BDD 界面实现了 Ru（bpy）3C12-TPrA 和 Ru（bpy）3Cl2-K2C204 体系肉眼可见的ECL发光,并通过表面原位诱导气泡方法制备了 nanobubbles/BDD电极,实现了Ru（bpy）3Cl2-TPrA 的 ECL 反应增强。5、探索分析了 nanobubbles/BDD界面ECL反应增强的原理,气泡/溶液界面的强电场促使反应活化能减小,低介电常数促进了 Ru（bpy）32+的激发态3MLCT态和3MC态之间的预平衡向3MLCT态移动,从而增强了辐射发光效率。综上所述,我们开发了 patterned-BDD、CuNFs/BDD和nanobubbles/BDD的制备方法,利用以上电极分别实现了电化学甲基橙降解、葡萄糖检测和电致化学发光反应的高效增强;结合过渡金属d带理论对CuNFs/BDD高效葡萄糖传感的原理进行了分析;结合疏水物/水界面特性对nanobubbles/BDD促进电致化学发光反应原理进行了探讨。