量子化学计算软件在大学化学教学中的应用

本文针对大学化学的学科特点,从四个方面探讨了量子化学计算软件在大学化学教学的应用实例。运用形象直观的量子化学软件,结合多媒体教学手段,将枯燥、深奥、抽象的化学知识和概念以一种形象、生动、直观、立体的形式呈现出来,帮助学生建立形象思维,使学生进入一种喜闻乐见、生动活泼的学习氛围,从而开拓学生思路,激发学生学习兴趣。结果表明,该方法对激发学生学习化学的兴趣具有显著的促进作用,取得了良好的教学效果,同时也丰富了大学化学课程的教学方法。

大学化学课程教学中的课堂效率的提高

结合大学化学的专业特点,就如何提高课程教学中的课堂效率进行了分析和总结,为将化学知识正确、高效地传授给学生提供了教学技术和技能。

大学化学教学中培养学生创新能力的探索

创新是民族进步的灵魂,历史前进的动力。培养学生的创新思维和创新能力是新世纪教师最基本、最重要的职责。为培养适应社会并具有创新意识的高素质人才,本文对大学化学教学中的几个方面做了一些探索。

大学化学教学的说课设计——以电极电势为例

说课对于提高大学教师的教学能力，提高高校教学质量具有十分重要的作用。说课作为中学各种教研活动中的一种重要形式，早已为广大中学教师所熟悉，但对于许多大学教师而言，说课还是比较陌生的。本文以电极电势为例，对说课包含的要素和说课稿的教学设计进行了介绍。

电荷极化光催化剂光转化二氧化碳制多碳化学品的研究进展

二氧化碳(CO_(2))光合成高附加值多碳化学品是缓解温室效应和能源危机的极具前景的绿色发展新技术。设计具有电荷极化活性位点的光催化剂能够有效降低C-C偶联反应能垒,进而提高光合成多碳化学品催化选择性和活性。本文综述了光催化CO_(2)还原制C_(2)化学品的相关研究,深入研究电荷不对称位点构筑的主要策略,阐明微观层面上电荷极化效应对C_(2)产物活性和选择性的影响机制,总结出极具前景的高效光催化剂的设计与开发思路,为光催化技术的实际应用提供重要的理论和实践指导。展望未来,应更加注重催化剂在原子层面上的精准调控,开发出更高效、更专一的多碳产物制备系统,助力能源产业结构的低碳转型。

江苏大学高等无机化学课程的教学实践

高等无机化学课程是针对研究生开设的专业性基础课程,教学知识量大、难度高,对于教育工作者的教授和学生的学习都提出了很高的要求,如何提高高等无机化学课程的教学效果也是教育工作者追求的目标。文章以江苏大学研究生课程高等无机化学课程为例,从教学的内容选择、课时分配、教学方法、考核办法以及教学过程中与化学领域交叉知识的教学方法总结了教学体会。

前沿研究与产业进展在配位化学教学过程中的融合应用

配位化学作为无机化学的重要分支学科,在近代无机化学史上占有极为重要的地位。近年来它已渗透到生物医药、催化合成、材料科学、环境科学等多个领域,与各学科有着日益广泛的联系。通过本课程的学习,可以使学生掌握配位化学的化学键知识,提高学生的化学理论水平,为各相关专业的学习提供理论基础。本文根据目前研究生专业课程教学的实际情况,提出将学科前沿研究成果与产业进展相结合,并应用到配位化学的教学过程中,旨在培养学生把握学科前沿的能力,拓展产业认知,提升研究生专业课程的教学质量。

前沿科技成果在有机化学人才培养中的思考与应用

有机化学是一门重要的基础自然科学,是众多专业学生都要学习的重要理论课,如何高质量完成本专业的人才培养工作一直是高校关注的焦点问题之一。前沿科技成果,尤其是诺贝尔化学奖级别的最新成果,融入有机化学方面的人才培养中有很多的优点,当然也有一些需要注意和避免的地方。为此,文章论述了如何更好地将前沿科技成果融入到有机化学人才培养工作中,更好地完成教学目标,培养全方面发展的复合型优质人才的实践应用。

高校无机化学教学中大学生科研潜质的培养

本文从提高无机化学课程教学质量的角度出发,提出了在高校无机化学教学中加强学生科研潜质培养的具体方法,引导学生较早地树立科学研究的观念,从而激发学生的学习兴趣,提高学习效率,为后续学习深造及研究生教育打下前期基础。

大学有机化学实验教学中学生综合素质的培养

大学有机化学实验教学是高等化学教育中重要的实践教学环节。本文针对有机化学实验教学的特点以及在教学中出现的部分问题,探讨了如何培养学生养成良好的实验习惯、发挥学生的积极主动性、规范化操作等综合素质的问题。

思政教育融入工程化学教学的研究

工程化学是高校工科学生必修的一门专业基础课,它既是适应“新工科”人才培养的重要课程,也是思政课程教育改革的“先锋军”。文章讨论了工程化学课堂教学中引入思政教育的必要性,同时以土木工程专业的工程化学教学为模板,分别从引入爱国主义教育、树立人类命运共同体意识和生态文明理念、培养科技创新意识和工程伦理教育四个方面,探讨和研究了思政教育融入式教学,既能引领学生树立正确的思想观念,又能激发学生的自主学习兴趣,从而达到显性教育和隐性教育齐头并进,相互促进的作用。

医学院无机化学教学的几点思考

在医学类无机化学课程教学中,结合医学专业特点和学生的实际情况优化课堂教学设计,兼顾学生的知识基础,激发学生的学习兴趣,提高教学效能,在目前的大学教育中具有重要意义,需要广大教师深入其中,竭力探索。

绿色可持续化学在化学化工教育中的渗透

绿色可持续化学是发展生态经济和工业的关键，是可持续发展的工具之一，是实现可持续发展战略的重要组成部分。在可持续发展大框架内的绿色化学化工,对经济、资泺、环境的良性发展具有重要意义。在高校化学化工教育领域培养学生的绿色可持续化学观念，是化学工业发展的新要求。

PBL理念下计算化学在次级键教学中的应用

结构化学中次级键结构理论抽象难懂,是化学教学的难点。本研究基于PBL理念,借助量子化学计算和分子动力学模拟,以1,8-萘酰亚胺类化合物在不同极性溶剂中的溶致变色现象为例,将计算结果可视化,从宏观到微观讲解溶液微观结构、分子间相互作用及溶剂化显色效应的关系和本质。使抽象的化学理论变得形象直观,增强理论知识的生动性,有效地激发学生的学习兴趣;启发学生从分子水平上理解化学物质的结构与性能关系,了解微观与宏观现象之间的联系,同时加深对分子间相互作用力的认识。

B原子掺杂调控CuIn纳米合金电子结构以实现电化学CO_(2)还原宽电位活性

杂原子掺杂可以调节电子结构以调整中间体吸附并优化反应路径,是设计高效CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)催化剂的有应用前景的方法.B原子是常用的掺杂剂,引入B原子可以有效打破*COOH和OCHO*中间体的吉布斯自由能线性关系,并且可以通过与CO_(2)中O原子结合来增强CO_(2)吸附能力.B掺杂碳材料、单金属和金属氧化物的研究结果表明,B原子掺杂催化剂的CO_(2)RR活性和/或选择性有明显提高,然而多数报道的单个活性位点的B掺杂催化剂仅表现出在相对狭窄的电位范围内的CO_(2)RR高性能,设计制备CO_(2)RR的宽电位高选择性催化剂仍是巨大挑战.研究表明,合金化是提供多种类的活性位点相互协调和增强催化剂固有活性,进而改善CO_(2)RR性能并调节产物分布的可行策略.引入B原子到合金中以调节电子结构,最终优化关键中间体吸附的活性位点,对于寻找具有宽电位窗口的先进催化剂具有重要意义.本文提出了一种通过B掺杂调节CuIn合金电子结构以实现宽电位高选择性的电子工程策略.所制得的B掺杂CuIn合金(CuIn(B))在–0.6 V(vs.RHE)时表现出99%的CO法拉第效率(FECO),并在一个宽的阴极电化学窗口(400 m V)内保持了超过90%的较高FECO.同时,采用X射线光电子能谱(XPS)和CO_(2)吸附实验等手段研究了CuIn(B)性能提升的原因,结果表明,B原子与CuIn之间存在强烈的相互作用,改变了CuIn的电子结构.CO_(2)吸附结果表明,CuIn(B)比CuIn拥有更强的CO_(2)吸附能力,证明它具有潜在的快速CO_(2)RR反应动力学.进一步通过密度泛函理论(DFT)模拟研究了催化剂的热力学反应能量学以揭示CO_(2)RR机制,结果表明,*COOH更倾向于在CuIn(B)上形成,且*CO与CuIn(B)催化位点的结合强度最佳,更利于CO_(2)还原反应为CO,而CuIn更利于作为HER的活性位点;决速步骤是*CO中间体向CO转移,以实现高CO选择性;热力学限制电位研究表明,CuIn(B)大大提高了CO_(2)到CO转化的选择性.随后通过差分电荷密度研究也进一步证明了电荷转移过程是从CuIn位点到B位点.此外,根据d带理论,催化剂中Cu和In原子的投影态密度和d带中心(Ed)研究进一步证明了催化剂结构中的电子价态的变化,与XPS结果相符;引入B可以优化催化剂的电子结构,从而调节催化剂和中间体之间的结合能力,实现了CO_(2)RR在宽电位范围内的高活性和选择性.综上,本文对于电化学CO_(2)RR机理的基础理解和其实际应用具有促进作用.

不同荷载作用下二维硼烯的力学性能及变形破坏机理

二维硼烯具有丰富的物理和化学性质,在凝聚态物理和材料科学等领域引起了广泛的研究兴趣,但硼烯在不同荷载作用下的力学性能和变形破坏机理仍需进一步研究.本文采用分子动力学方法模拟了硼烯的拉伸、剪切和纳米压痕破坏过程,获得了硼烯的关键力学性能参数,并从两种不同类型的B—B键长随应变/压入深度的变化规律分析了硼烯在不同载荷作用下的力学性能和变形破坏机理.研究发现,硼烯的拉伸力学性能表现出显著的各向异性特性,沿扶手椅方向的杨氏模量和强度远高于沿锯齿方向,而硼烯的剪切力学性能的各向异性特性不明显,产生以上现象的原因可归因于强σ键B—B键和弱多中心键的不同贡献.研究还发现,硼烯在球形和圆柱形压头载荷作用下表现出不同的力学响应规律.在球形压头载荷作用下,硼烯能承受的最大压入载荷远低于圆柱形压头的情况,而且无法测得与拉伸一致的本征力学性能参数,而采用圆柱形压头沿不同的方向压入硼烯薄膜时,硼烯也表现出与拉伸时类似的各向异性特性,并且可以测得与拉伸时一致的杨氏模量等力学性能参数.本文还研究了压痕模型尺寸与压头半径的比值、压头加载速率和加载温度等因素对硼烯力学性能参数的影响规律.以上研究结果可为基于硼烯的微/纳米机电系统的实际应用提供重要指导.

自牺牲型金属有机框架衍生In_(2)S_(3)多级孔结构纳米材料强化光催化性能

半导体基光催化是减少对化石燃料的依赖和解决环境污染问题的有前景的策略之一.在光催化有机污染物降解领域,硫化物材料备受关注.其中,In_(2)S_(3)催化剂因展现较好的催化活性及经济可行性,而被认为是光催化降解的理想催化剂之一.然而,采用传统煅烧法制备的In_(2)S_(3)催化剂由于比表面积小,暴露的活性位点有限,进而限制了其催化活性的进一步提升.因此,制备具有较大比表面积和多活性位点的In_(2)S_(3)基催化剂,对于推动光催化降解有机污染物领域的发展具有重要的意义.本文通过构建分级多孔结构的光催化剂,以增强材料的光吸收性能并优化光生载流子的迁移和分离,从而提升光催化降解有机污染物的性能.利用In基金属有机骨架(MOFs)作为自我牺牲模板,通过硫化制备了包括空心纳米管、微管、中空球和十二面体在内的多种分级In_(2)S_(3)光催化剂.分级多孔结构不仅增强了入射光的多次折射和反射,还提供了更大的表面积,从而提高了光生载流子的光利用率和相分离效率.实验结果表明,这些材料的光催化效率远高于块状和商用In_(2)S_(3).通过X射线光电子能谱、X射线衍射等手段验证了不同形貌分级多孔In_(2)S_(3)材料的成功制备.紫外-可见漫反射光谱结果表明,所有催化剂均可吸收部分可见光,结合莫特肖特基曲线和XPS价带谱结果,说明催化剂的导带、价带位置均满足光催化降解有机污染物的要求.光致发光光谱、光电流强度曲线和电化学阻抗曲线等研究表明,分级多孔结构有效促进了光生载流子的分离和迁移.光催化降解罗丹明B(RhB)和四环素(TC)性能评价结果表明,与块状和商用In_(2)S_(3)相比,具有分级多孔结构的In_(2)S_(3)材料表现出更好的光催化降解活性.其中,空心In_(2)S_(3)纳米管(HNTs)具有最佳的光催化性能,在光照1.5和2 h后,In_(2)S_(3)-HNT可以去除约50%的TC和95%的RhB,其RhB的降解速率分别是块状和商业In_(2)S_(3)的135.6倍和446.9倍,TC的降解速率分别是块状和商业级In_(2)S_(3)的7.8倍和36.5倍.电子顺磁共振和自由基捕获实验结果表明,在光催化降解过程中,空穴、超氧自由基以及单线态氧是主要的活性物种.特别是,当In_(2)S_(3)-HNT受到光照时,其独特的分级多孔结构使得光生电子和空穴对能够有效分离,这使得In_(2)S_(3)-HNT可以积累更多的活性氧自由基,从而显著提升了其光催化降解有机污染物的性能.综上,本文采用新型自牺牲模板法,制备了金属有机框架衍生In_(2)S_(3)多级孔结构纳米材料.通过精准调控In_(2)S_(3)催化剂的形貌,有效提升了光催化降解有机污染物性能.该方法在高效光催化剂的制备上展现了显著潜力,为设计高性能的光催化降解材料提供参考.

银杏外种皮的化学成分和药理活性研究进展

阐述了银杏外种皮的化学成分和药理活性研究的最新进展。银杏外种皮含有黄酮类、内酯类、银杏酚酸、多糖和氨基酸等化学成分 ,具有抑菌杀菌作用 ,杀虫作用 ,抗肿瘤作用 ,致突变、致癌作用 ,抗过敏作用 ,过敏作用 ,对免疫功能的影响 ,清除自由基、抗衰老等药理活性。指出了银杏外种皮研究存在的主要问题和今后研究的主要方向。

离子液体在分析化学中的应用进展

离子液体是由一种特定阳离子和阴离子构成且在室温或近于室温下呈液态的熔盐体系。其主要特点是几乎没有蒸汽压,低熔点、高稳定性、电化学窗口大、酸性可调及良好的溶解度,能够溶解许多有机物和无机物,特别是离子液体的物化性能取决于阴阳离子的构成和配对,被称为"可设计的溶剂"。本文综述了离子液体在萃取分离、色谱分离和毛细管电泳等方面的应用进展,并对其发展前景进行了展望。作为一类安全稳定、环境友好的新型介质,离子液体在绿色化学中显示出巨大的潜力和应用前景,已成为催化化学、有机合成、电化学等领域近年来的研究热点。

分子印迹技术在分析化学中的应用进展

分子印迹技术具有专一性和高选择性的特点,其技术关键是功能单体和模板分子的筛选、聚合及模板分子的洗脱。分子印迹聚合物的制备方法主要有:包埋法、亲和印迹法、冷冻干燥法、表面印迹法等。在分析化学中分子印迹技术广泛用于色谱分析、环境痕量分析、膜分离、手性物质拆分,也可用于分离/富集金属离子、样品前处理、传感器、中药有效成分筛选等。从分子水平上认识分子印迹和识别的机理,探索新的合成方法,实现分子印迹技术从有机相向水相过渡、从非极性溶剂环境转向极性溶剂环境,不断扩展新的应用领域是该技术今后的研究方向。