水中碳的提取是液闪谱仪测量环境水中¹⁴C的重要预处理步骤。本研究采用过硫酸钠与Fenton试剂相结合的湿法氧化体系以及磷酸酸化、氮气鼓泡的方法，对体积10 L已知碳组分（去离子水+蔗糖）和未知碳组分的两种水样进行湿法氧化碳提取的实验，同时对未知碳组分水样进行湿法氧化与185 nm紫外氧化相结合的碳提取实验。通过实验确定试剂最佳投放时间与顺序，优化试剂投放量及配比。在优化条件下，90 ℃水温反应3 h后，已知碳组分（去离子水+蔗糖）的有机碳提取率高于96%；未知碳组分的水中总碳提取率为（96.8±0.3）%，其中无机碳的提取率>98.5%、有机碳提取率为（93.4±0.2）%，其中单宁酸类有机物氧化率仅有（88±0.2）%。湿法氧化+185 nm紫外氧化联用后，未知碳组分的总碳提取率提升至（98.3±0.5）%，其中无机碳提取率≥99%、有机碳提取率达到（95.6±1.4）%。由此表明，湿法氧化法不能用典型有机物的碳回收率来代表实际水样中的碳回收率，湿法氧化与185 nm紫外氧化联用是水中碳提取的更好方法。

采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺在p-GaAs（100）衬底上外延了Ga₂O₃薄膜并制备了n-Ga₂O₃/p-GaAs异质结日盲紫外探测器。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜等方法对Ga₂O₃薄膜表面形貌、晶体质量进行了测试与分析。结果表明，Ga₂O₃薄膜呈单一晶向，薄膜表面平整且为Volmer-Weber模式外延。测试表明，n-Ga₂O₃/p-GaAs异质结探测器具有明显的整流特性。器件在5 V反向偏压和紫外光（254 nm）照射下实现了超过3.0×10⁴的光暗电流比、7.0 A/W的响应度、3412%的外量子效率、4.6×10¹³ Jones的探测率。我们利用TCAD软件对器件结构进行仿真，得到了器件内的电场分布和能带结构，并分析了器件的工作原理。该异质结探测器性能较好，制造工艺简单，为Ga₂O₃超灵敏日盲紫外探测器的研制提供了新途径。

有机非富勒烯分子受体，又称稠环电子受体，由于其优良的光电转换性质，现已成为备受关注的有机光电子材料之一。基于该类材料所发展的有机体异质结太阳能电池，其能量转换效率已逼近20%。而制备高效稳定的有机体异质结太阳能电池离不开对材料物性和光伏过程的深入探索。在众多研究体系中，非富勒烯光伏自旋动力学的发展尚处于起步阶段，其内在的光物理机理尚未明确。而光激发磁光电流技术能通过监测有机体异质结中极化子对的解离，在器件工作状态下，原位表征光伏自旋动力学过程。本文结合实验和理论研究，科学地阐述目前主流的有机磁光电流理论基础及函数模型，如低磁场下的超精细耦合效应和自旋-轨道耦合效应，高磁场下的Δg机制；探讨不同有机体异质结在不同表征条件下如偏压、温度、光强的信号差异；最后，讨论了超快光谱技术在有机体异质结体系中的应用。

从提出自由基的双线态电致发光新机制，到成功实现高发光效率的自由基，再到开发具有可调控自旋态的发光双自由基，这一系列的创新为一个世纪前已存在的自由基领域重新注入了新的活力。本文追溯了稳定有机自由基的历史，并介绍了我们在发光自由基领域近期的研究进展。

本研究在不同气氛（空气、氮气）、分散液（水、甲醇、乙醇）以及不同剂量条件下对4种典型的金属有机框架材料（MOFs）（MIL-101（Cr）、ZIF-8、UiO-66和UiO-66-NH₂）进行了电子束辐照处理。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱和扫描电子显微镜等方法对MOFs材料在辐照前后的化学组成、晶体结构和表面形貌进行表征。结果表明，上述4种MOFs材料在高于5 000 kGy的剂量辐照后，其相应的红外特征峰、衍射峰和表面形貌特征均未产生显著变化，表现出了良好的辐射稳定性。这为MOFs材料在辐射环境下的进一步应用提供了研究基础。

目前针对常见爆炸物三硝基甲苯 (TNT) 的检测越来越受到重视。本研究采用低成本的芴基发绿光共轭聚合物（FGEP）研制荧光淬灭传感器用于检测TNT。实验研究了FGEP在不同溶液浓度下形成的不同厚度薄膜对TNT淬灭的效率，实验结果表明浓度为0.5 mg/mL (厚度为19.50 nm) 的样品薄膜在TNT蒸气中淬灭效率最大达到71.71%, 基于此淬灭效率最高的样品薄膜的研究发现：该薄膜对TNT的响应具有良好的可逆性；激发光强度为16.5 mW时，荧光淬灭效率最佳；最后开展了样品在TNT作用下与光漂白作用下的实验研究。研究结果为后续实现一种低成本、易于制备、可重复性高且有利于工程化的爆炸物传感器提供了一定基础。

二维有机?无机钙钛矿材料因具有优良的发光性能被广泛研究，在X/γ/中子射线探测和成像方面有较好的应用前景，其闪烁性能甚至超过了商用闪烁体。本文从射线与物质相互作用原理和二维有机?无机钙钛矿材料的基本发光性质出发，介绍了二维钙钛矿闪烁体相比传统闪烁体的发光优势，综述了其在射线探测领域的最新成果。最后，提出了目前面对的技术挑战和潜在解决方案，并对二维有机?无机钙钛矿闪烁体的未来发展趋势进行了展望。

金属离子过量使用会造成环境污染，危及人类健康。因此，对相关金属离子进行检测显得尤为重要。发光金属有机框架（Luminescent metal?organic frameworks，LMOFs）因其具备高色纯度、超高孔隙率和可调结构等优势，被视为简单有效且有前途的荧光传感材料。本文以3，5?二（4?咪唑?1?基）吡啶（Bip）为主配体，1，4?萘二甲酸（1，4?ndc）为辅助配体，Ni²⁺为中心离子，采取溶剂热法合成了一例二维金属有机框架［Ni₂（Bip）₂（1，4?ndc）₂（H₂O）₆］（记为CUST?756，其中CUST是Changchun University of Science and Technology缩写），并通过合成后修饰法制备了Eu³⁺@CUST?756复合发光材料。利用XRD、FT-IR和XPS对合成的CUST?756和Eu³⁺@CUST?756复合材料进行了基础表征。并且采用荧光光谱对样品进行了发光特性、金属离子传感性能及其机理研究。实验结果表明，Eu³⁺@CUST?756在甲醇溶液中具备优异的发光性能和良好的稳定性，Eu³⁺的引入使得材料可用于金属阳离子Cr³⁺、Fe³⁺检测。Cr³⁺离子的检出限（limit of detection，LOD）为5.44 μmol·L^-1；Fe³⁺离子的LOD为7.51 μmol·L^-1，与大多数LMOFs性能相近。