利用等效介质理论计算出区熔硅微纳米结构的几何尺寸，然后在有限元模拟的基础上建立了光学模型。研究了在长波红外（8~12 μm）范围内的抗反射效果，并分别分析了表面形貌和结构特征尺寸对透射率的影响。通过自由基等离子源刻蚀技术和低能量离子束刻蚀技术联合制备的方式，在硅表面形成了具有抗反射自清洁功能的微纳米复合结构。测得其透射率为78%，静态接触角为125.77°，并对所得结构进一步分析，实验结果表明：在长波红外范围微纳米复合结构的抗反射性能优于仅存在单一微米结构时，且纳米级别的微结构对红外波段减反射作用并不明显，微米结构是提升硅材料表面长波红外范围透射率的主要因素；具有微纳复合结构的材料表面张力大于单一微/纳米结构，与理论模拟结果一致，表明微纳米结构的存在能够有效改善硅表面的疏水能力。

将波长调制技术与离轴积分腔技术相结合，建立了波长调制离轴积分腔输出光谱实验装置，增加吸收光程，避免低频的1/f噪声和与波长无关的背景功率的影响，将其应用于OH自由基探测研究。探测激光器选择2.8 μm中红外室温型连续波分布反馈式二极管激光器，OH自由基选择3 568.52 cm^-1处Q（1.5e）跃迁谱线开展光谱探测，在512 m有效吸收光程和100 s采样时间下，实现了OH自由基1.2×10⁸ molecule/cm³的探测极限。实验研究发现，在弱透过光强下，激光器放大的自发辐射对吸收系数测量影响大，本实验装置下造成了约70倍的吸收低估，需要有效避免。

氟氯酰(ClF₃O)是一种极强的氟化剂和氧化剂, 极易与水和有机物发生爆炸性反应。 目前关于氟氯酰与水以及有机物等物质的反应机理不多见, 氟氯酰与水以及有机物等物质由反应物变成产物的过程有待研究。 采用ICCD瞬态光谱测量系统, 实时拍摄到无氧和有氧环境下氟氯酰和正癸烷反应的瞬态发射光谱; 采用量子化学理论方法对氟氯酰和正癸烷的反应机理进行了探索研究, 理论计算与试验结果相一致。 瞬态发射光谱试验结果表明, 在无氧环境下, 氟氯酰和正癸烷反应会产生CH和C₂自由基, 证实了无氧时氟氯酰确实能与正癸烷发生反应, 显示出氟氯酰的高活性; 在有氧环境下, 则会产生OH, CH和C₂自由基。 CH自由基强度最大的发射峰位于431.4nm, 归属于A²Δ-X²П电子态之间的跃迁; C₂自由基强度最大的发射峰位于516.3 nm, 归属于A³П_g-X³П_u电子跃迁; OH自由基强度最大的发射峰位于309.5 nm, 归属于A²Σ⁺-X²П_i电子跃迁。 量子化学理论计算结果表明, ClF₃O与正癸烷的反应始于ClF₃O中具有较多负电荷的F原子向正癸烷分子中间的H原子进攻生成HF, 该引发反应活化能很低, 并大量放热。 在无氧环境下, 氟氯酰与正癸烷可能发生氟代反应, 反应产物为ClFO、 HF和相应的氟代烷烃等。 氟代烷烃可能会发生脱氢反应生成C₁₀H₂₀F, 接着裂解为C₄H₉及氟代烯烃C₆H₁₁F; C₄H₉进一步分解为C₂H₅和C₂H₄, 最终形成CH和C₂自由基等。 有氧环境下反应初始步骤与无氧条件下相同, 当反应进行到一定程度, 产生烷烃自由基之后, O₂参与反应, 形成过氧自由基, 过氧自由基继续分解, 产生OH, CH和C₂自由基。 在氧气参与下, 反应过程中产生大量的OH自由基, 加速反应的进程, 宏观上表现为正癸烷被引发爆燃与燃烧。 这些自由基和中间体对于揭示氟氯酰和正癸烷反应的微观机理具有重要的指示意义。 氟氯酰和正癸烷的反应机理与试验结果均证实: 小自由基CH、 OH和C₂是氟氯酰与正癸烷反应过程中的重要中间产物, 这对于认识氟氯酰与正癸烷反应的微观过程非常重要, 也为氟氯酰的**化应用奠定了一定的理论基础。

利用氮化碳光催化剂催化生物质选择性转化, 不仅扩展了非金属催化剂的应用领域, 而且能够缓解化工产品过度依赖于化石能源的现状。2,5-二甲酰基呋喃是生产多种化工产品的关键中间体, 本研究将均苯四甲酸二酐引入氮化碳骨架, 并利用H₂O₂进行处理, 制备了含有氮羟基的改性氮化碳光催化剂, 并探究其在可见光激发下将生物质平台分子5-羟甲基糠醛通过绿色化学的方法选择性地氧化为2,5-二甲酰基呋喃的性能。结果表明：经过H₂O₂改性的催化剂, 在可见光激发下可以产生氮氧自由基, 使得底物分子侧链上的羟基选择性地氧化为醛基, 避免了在水相光催化条件下可能产生的多种活性氧物种引起的开环、矿化反应等副反应。特别是, 当光催化剂前驱体中蜜勒胺与均苯四甲酸二酐的比例为1 : 2时, 在400 nm LED光源激发下, 目标产物的选择性可达到96.2%。