危化品王国的奇妙之旅

实验室的化学品种类繁多,其中有一类极具危险的化学品,它们时常引发各类事故,但又在人类生活中有着十分重要的作用,这就是危险化学品。在实验室中大家总是无法避免接触这类化学品,因此认识危化品,分辨它们的危险属性,确保正确储存和规范使用至关重要。本文以和平大使淇淇的视角,带大家走进危险化学品国度里的各个部落,介绍实验室危险化学品的分类以及储存方法,让大家了解并从容面对他们,并且能够安全使用,避免实验室危险事故的发生。

激光诱导击穿光谱(LIBS)分析虚拟仿真实验

虚拟仿真实验作为大型仪器分析实验教学模式的新兴趋势,有效地将虚拟仿真技术与实物仪器教学相结合,最大限度地提升了学生对于大型仪器分析的综合应用能力。本文以激光诱导击穿光谱(LIBS)虚拟仿真实验系统为例,完整地模拟了LIBS系统的样品处理、光谱采集、定性分析和定量分析等实际实验场景,通过虚实结合实验教学模式对实验过程进行实时跟踪与综合考评。该实验有助于提高学生自主探究能力和创新意识,培养具有独立思考与实践能力的拔尖人才。

点石成色:敦煌壁画的彩色世界

敦煌壁画,作为中国古代艺术的瑰宝,是一个丰富的历史、文化、艺术和宗教文化遗产宝库,其价值不可估量。这些壁画所用的颜料,皆为天然矿物精心挑选而成,它们为敦煌壁画带来了独一无二的色彩与质感。深入理解这些颜料的特性,有助于我们更好地欣赏艺术、文化和历史的深厚底蕴,也是壁画保护与修复的基础。本文采用生动拟人化的叙述方式,通俗易懂地描绘了莫高窟壁画的色彩来源,重点阐述了常用典型的矿物颜料及其来源,旨在促进壁画的保护工作,以及文化遗产的普及、宣传和传承。

以梦为马,诗“酒”趁年华

酒,乃天地之精华,文化之载体,品一杯佳酿,如同品一段历史,品一份人生。白酒在各种场合中发挥着重要作用,它不仅仅是一种饮品,还寄托着人们对美好生活的向往和追求。本文采用生动形象的对话形式,通俗易懂地描述了白酒酿制的五个主要过程——选料、糖化、发酵、蒸馏和陈酿,重点介绍了其中的主要化学成分以及酿制过程中的化学反应,白酒的酿造过程体现了匠心独运的精神以及酒文化的博大精深。通过品味白酒,可以更好地感悟人生的哲理和智慧。好酒需要陈放才能更加醇香,人生也需要经历岁月的沉淀才能更加丰富多彩。

基于Raman光谱的3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)合成反应在线监测与反应机理探究——推荐一个仪器分析综合实验

本实验介绍了一个仪器分析综合性实验——基于Raman光谱的3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)合成的在线监测与反应机理探究。该实验是一个科研转化的仪器分析综合实验,内容包括DAT的合成、基于Raman光谱的合成反应过程在线监测以及合成反应机理解析。在实验中,采用化学计量学方法对Raman光谱数据进行处理和分析,以更深入地理解合成反应的机理。通过本实验,可以巩固学生的化学专业知识,提高学生的综合实验操作技能,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生的科研探究能力。

人工智能时代背景下的仪器分析科教融合模式探索

针对传统仪器分析方法在应对更复杂的化学样品、更微量的化学分析和更精准的化学测量要求时所遇到的挑战,本文提出了一种将人工智能融合入科学仪器分析的应用研究和教学实践的策略。通过采用科学研究新范式,探讨分析仪器的研发与应用,在科教融合视域下,借助人工智能新方法提升实验教学效果,并实现虚拟仿真实验、智能实验数据分析和多元化智能评价等方面的融合。通过运用人工智能新技术,紧扣时代发展趋势,培养具备全面科学素养、创新能力和社会责任感的高素质人才,进而落实高等教育立德树人根本任务。

激光诱导击穿光谱(LIBS)结合机器学习算法快速测定石油焦中微量元素

石油焦中微量元素对其作为预焙阳极的性能起着决定性的作用。首先,通过基于LIBS光谱构建用于石油焦中铁(Fe)和铜(Cu)定量分析的PLS校正模型。然后,考察了不同光谱预处理(归一化、多元散射校正、标准正态变换、一阶导数和二阶导数)以及变量选择算法(粒子群优化算法和变量重要性投影)对PLS校正模型预测性能的影响。建立了一种基于激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)结合偏最小二乘(Partial least squares,PLS)的石油焦中微量元素定量分析方法。结果显示,与其他PLS校正模型相比,基于二阶导数和变量重要性投影的PLS模型对Fe的预测性能最优,最优的交叉验证相关系数(R-squared cross validation,R^(2) cv)为0.9667,均方根误差(Root mean squared error cross validation,RMSEcv)为10.2821 mg/kg,预测集的相关系数(R-squared prediction,R^(2) p)为0.8638,均方根误差(Root mean squared error prediction,RMSEp)为14.5078 mg/kg;而对于Cu,基于多元散射校正和粒子群优化的PLS模型的预测性能最优,最优的交叉验证R^(2) cv为0.9553,RMSEcv为6.3300 mg/kg,预测集R^(2) p为0.9269,RMSEp为7.6502 mg/kg。因此,LIBS结合PLS可为石油焦中微量元素含量的快速检测提供一种可行方法。

基于STEM教学理念的分析化学实验教学新模式探索--以“自来水硬度测定”为例

STEM是一种集科学、技术、工程、数学多学科融合的项目式教育理念,旨在通过融合多学科知识完成项目目标,从而培养学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力,进而激发学生的科学探索精神和创新思维能力,已经成为当前国际教育研究和改革的热点。本文将STEM教育理念引入分析化学实验教学过程中,探索发展分析化学实验课程教学新模式。倡导以学生为中心、以真实问题为牵引,学生以相关课程理论为线索,自主完成实验方案设计、实验过程、实验结果分析等一系列分析化学实验过程,从而培养学生的科学探索与实践能力。主要从课程内容、教学方法以及考核方式等三个方面来探索分析化学实验教学新模式,进而提高分析化学实验的教学质量和学生的学习兴趣和科学素养。

化学计量学在激光诱导击穿光谱分析中的研究进展

激光诱导击穿光谱作为一种新兴的元素分析技术,具有实时在线、非接触、多元素同时检测等优点,是光谱分析领域内的一种前沿性分析手段。然而,如何从复杂大量的激光诱导击穿光谱数据提取有用信息,提高其定性、定量分析准确度是激光诱导击穿光谱技术目前面临的难题。化学计量学作为多学科交叉的化学分支学科,在数据处理、信号解析和模式识别等方面具有优势,能够解决传统化学研究方法难以解决的一些复杂问题。本文从光谱数据预处理、定性和定量分析三方面综述了近年来化学计量学方法在激光诱导击穿光谱中的研究进展。

离子液体及其在电分析化学中的应用

离子液体由于具有导电性好、电化学电位窗口宽等特点而广泛应用于电分析化学领域。本文综述了2007年至2010年5月间,离子液体在电分析化学领域中的应用情况,引用参考文献111篇。

人工神经网络用于消化道癌症初级诊断研究

测定了正常人及消化道癌症病人头发样品１１种元素含量，然后将人工神经网络（ＡＮＮ）用于正常人与癌症患者的分类预测，并用独立预测样本作了检验，预报识别率达１００％。讨论了网络参数的选择和发样中微量元素与癌症的关系。结果表明该方法可作为消化道癌症初级诊断的一种辅助手段。

二醋酸纤维素-离子液体膜固定肌红蛋白制备过氧化氢传感器

将二醋酸纤维素(CDA)-(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体)([bmim]BF4)-肌红蛋白(Mb)的复合物修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备了一种新型Mb修饰电极(CDA-[bmim]BF4-Mb/GCE)。光谱分析表明:固定在CDA-[bmim]BF4-Mb膜中的肌红蛋白保持了其天然构象和生物活性。离子液体促进了CDA-[bmim]BF4-Mb膜中的电子转移,极大地提高了修饰电极的导电率。Mb修饰电极对过氧化氢的还原具有明显电催化作用,其表观米氏常数Km为1.758×10-4 mol/L;催化电流与过氧化氢的浓度在5.0～100μmol/L范围内呈线性关系;检出限为2.0μmol/L(S/N=3)。

黄芩甙在玻碳电极上的电化学行为及其应用

用线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)和常规脉冲伏安法(NPV)等多种电化学方法研究了黄芩甙在玻碳电极上的电化学行为,并建立了尿样和血清样品中黄芩甙的微分脉冲伏安(DPV)测定法。实验结果表明:黄芩甙在玻碳电极上的吸附符合Frumkin吸附等温式,吸附自由能为-35.01kJ mol。采用整体电解法求得电极反应电子数为2,并结合Nernst方程式推导了反应机理。黄芩甙在玻碳电极上预富集后,在4.20×10-10～1.05×10-5mol L范围内分段呈线性关系,对5.60×10-7mol L黄芩甙溶液连续6次测定的RSD=2.0%,检出限为2.8×10-10mol L。

基于中空氧化镍纳米微球和离子液体复合膜固定血红蛋白的NaNO_2生物传感器

采用微波水热法合成了一种中空氧化镍纳米微球(NiO),然后将其与1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)的复合膜用于血红蛋白(Hb)在碳糊电极上的固定,制备了NaNO2生物传感器.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱及紫外-可见光谱等分析表明,Hb已固定于NiO和BMIMBF4的复合膜中并能保持其生物活性;进一步通过电化学阻抗法研究了修饰电极中混合物各组分的作用.结果表明,在NiO和BMIMBF4的复合膜中,Hb能实现有效的直接电子转移,且修饰后的电极对NaNO2有良好响应,响应时间小于5 s,检出限为4.57μmol/L(S/N=3),灵敏度为46.2μA.L.mmol-1,线性范围为10～170μmol/L,表观米氏常数KM为2.4 mmol/L,该方法的重现性和电极的稳定性良好.

银盘电极交流示波计时电位法及其机理的研究

A new method of oscillographic chronopotentiometry at silver disk electrode for the determination was initially investigated and established. By using it, we determined a series of ions. The detection limits were decreased two or three orders of magnitude of that for the oscillographic chronopotentiometry at mercury electrode. This method was characterized by fine sensitivity, stable oscillogram and was not used for mercury. The research on mechanism of this method showed that these achievements were caused by the characteristics of silver electrooxidation and electroreduction and the A.C. oscillographic chronopotentiometry(ACOC).

线上线下深度融合的分析化学实验教学新模式探索--以“维生素C饮料中抗坏血酸含量的测定”为例

为了提高实验课程教学效果,提升学生的学习兴趣,培养学生的科学探索精神,充分利用线上教学平台辅助分析化学实验教学。以“维生素C饮料中抗坏血酸含量的测定”实验为例,建立线上线下深度融合的实验课教学模式,优化整个实验教学过程,记录学生的学习过程,改进实验成绩评价方式。该模式可以激发学生的实验热情,使学生的学习由被动变主动,满足学生个性化的学习需求,还有助于培养学生的严谨的科学态度、安全环保意识和实践创新能力,从而实现创新型人才培养。

人工神经网络用于交流示波计时电位法的研究

提出了交流示波计时电位法的人工神经网络校正方法，并对其可行性和适用性进行了探讨．用此方法分别解析了大量T1+存在时Pb2+和大量In3+存在时Cd2+的交流示波计时电位法的dE／dt－E曲线．结果表明，对Pb2+和Cd2+的预测最大相对误差不超过5％，其性能良好．

拉曼光谱结合偏最小二乘法在柴油正丁醇快速定量分析中的应用

正丁醇具有互溶性好、挥发性低、价格低廉以及腐蚀性低等优势,被认为是理想的柴油添加物。柴油中正丁醇的精准定量分析对其品质快速评价与市场监督具有重要科学意义与实用价值。提出了一种基于拉曼(Raman)光谱结合偏最小二乘(PLS)的柴油中正丁醇快速定量分析方法。首先,采集了40个柴油样品的Raman光谱,并考察了不同预处理方法[一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变换、归一化(Normalization)和小波变换]对PLS校正模型预测性能的影响;其次,采用变量重要性投影(VIP)对Normalization方法预处理后的光谱数据进行特征变量提取,并采用五折交叉验证优化VIP的阈值;最后,基于最优的光谱预处理方法、输入变量和模型参数,构建PLS校正模型对柴油中正丁醇含量进行快速定量分析,结果与基于原始光谱(RAW)和Normalization光谱的PLS校正模型的预测性能进行对比。结果表明:Normalization-VIP-PLS校正模型展现出优异的预测能力(R_(CV)^(2)和RMSECV为0.9984和0.2362%:R_(P)^(2)和RMSEP为0.9987和0.2084%;RSD为0.0355)。成功建立了一种Raman光谱结合PLS算法的柴油中正丁醇快速定量分析方法,该方法具有快速、准确、便捷等优势,可为柴油以及其他燃料中添加物检测及其品质分析提供新思路与新方法。

分析化学专业研究生专业课程改革的探索——以电子技术课程为例

在分析化学发展到分析科学阶段的今天,人才培养模式也应从传统的"使用分析仪器"逐渐朝着既会"使用分析仪器"又懂得"分析仪器设计制造方法"的目标改进。本文以电子技术课程为例,针对分析化学专业的硕士生设计了课程内容,教学方式灵活,实验课题开放,并注重能力培养,经过两年的电子技术课程实践,摸索了一些经验。

基于定量构效关系的多环芳烃急性毒性研究

本文建立了一种随机森林(Random forest,RF)结合定量构效关系(Quantitative structure-activity relationship,QSAR)的多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHS)对大鼠的急性毒性预测方法。首先,使用Edragon计算80种PAHS的分子描述符,并基于归一化方法对分子描述符进行预处理以消除量级之间的差异。然后,提出了一种基于连续投影算法(Successive projections algorithm,SPA)结合变量重要性测量(Variable importance measurement,VIM)的混合变量选择方法对分子描述符进行筛选,并基于筛选出的分子描述符构建RF模型对PAHS急性毒性进行预测;最后,将获得的结果与RF和VIM-RF模型进行对比。结果表明,SPA-VIMRF模型具有更好的预测性能,最优的校正集和预测集决定系数(Coefficient of determination,R^(2))分别为0.9673和0.7456;均方根误差(Root mean square error,RMSE)分别为0.1162和0.2424;平均相对误差(Mean relative error,MRE)分别为0.0440和0.0881。以上研究说明,随机森林结合定量构效关系具有分析速度快、预测准确度高等优势,该研究为PAHS的急性毒性预测提供了一种可行方法。