线上开展无机化学实验教学的实践与思考--以“Cr(Ⅲ)系列配合物的合成与分裂能的测定”为例

疫情期间,在线教学全面走入人们的视野。本文在无机化学实验课程的线上教学过程中,有针对性地设计了教学方案,借助虚拟仿真实验平台和演示实验视频,通过雨课堂+腾讯会议+微信群的形式,构建了高效的线上实验教学课堂。以"Cr(Ⅲ)系列配合物的合成与分裂能的测定"为例介绍了线上开展实验课的全过程。

化学与社会文理渗透型课程建设的实践与思考

在碳金融为首的化学与经济相结合的时代背景下,经济与管理专业的学生必须具备足够的化学知识以应对未来的挑战,化学的思维方式对经济与管理专业学生在研究问题时意义重大。在分析经济与管理专业生源差异的基础上,作者提出了从课程目标、教学内容以及教学方式上进行文理渗透型的化学与社会课程建设的方法。进一步提出了将传统的化学与社会课程与MOOC进行有机结合,使化学学习更加生趣和灵活化。

配位化学课程中研究型教学模式探讨

从研究型教学模式的策略、内容、考核等方面介绍了配位化学课程中研究型教学模式的实施情况。

席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍一个综合型创新实验——有机小分子荧光探针的制备与表征。内容包括有机配体的合成及表征、荧光光谱的测试、金属离子的检测等。通过本实验的实践,既可以让学生更好地掌握无机、有机和分析化学相关专业知识,提升实验操作技能,又能让学生了解有机小分子荧光探针这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研能力。建议将本实验纳入本科高年级综合化学实验课。

以“三全育人”为导向的化学与社会课程思政探索研究

从“三全育人”背景出发,阐述了化学与社会课程思政的重要性,进一步对化学与社会的课程思政建设方法积极探索:分别从教学目标、教学内容、教学方法和手段、多元考核体系等方面探讨课程思政的具体措施,从课程学习效果来看,上述做法可以实现价值塑造、知识传授和能力培养的“立德树人”目标。

高校理科实验班的《无机化学》课程改革探索

从课程内容、教学模式、教学手段及考核方式各方面介绍了对理科实验班《无机化学》课程进行改革的情况。

非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料的合成及性能

采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)非共价修饰的碳纳米管表面均匀沉积二氧化钛粒子制得纳米复合材料。用TEM、XRD、FTIR、N2吸脱附等对复合材料进行了表征。结果表明:纳米二氧化钛纳米粒子均匀沉积在被修饰碳纳米管表面,且二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构,没有金红石和板钛矿相。非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料具有良好的介孔结构,其孔径分布主要集中在6～10 nm,且比表面积与纯的二氧化钛相比明显增大,在紫外光照射下降解亚甲基蓝,相比纯的二氧化钛和碳纳米管/二氧化钛,具有较高的催化活性。

常用室内装修建材污染物释放及其异味活性

室内异味污染对人体健康具有持续性和长期性影响.根据室内环境的特点,绝大多数异味污染物是由室内建筑装饰材料在使用过程中释放出的.为研究常用室内装修建材的污染物释放情况及其对室内环境的异味影响程度,选择胶粘剂、内墙涂料、木器油漆、胶合板、地板、饰面板、壁纸、细木工板、地毯9类共61种材料作为研究对象,定性定量分析这些典型建筑材料中的异味污染物及其异味污染活性,分析了各类建材的异味污染物释放特点,为进一步控制室内异味污染物污染以及室内异味预测奠定基础.

磁性BiVO_4可见光催化材料的制备及光催化性能

采用水相沉淀法,以Fe3O4粒子为核心,令BiVO4沉淀附着于其上,制备了一种更易于从溶液中分离的磁性BiVO4可见光催化材料,以XRD、SEM、UV-Vis DRS、低温氮吸附-脱附等对其进行了表征。结果表明制备的磁性BiVO4为单斜白钨矿型,颗粒呈片状,粒径比普通BiVO4有所增大,在可见光区的吸收更强,吸收边红移程度随Fe3O4含量增加而增大,但比表面积并没有明显改变。并以可见光(λ≥400 nm)为光源,以亚甲基蓝溶液模拟染料废水,考察了其可见光催化活性,发现与纯BiVO4相比,磁性BiVO4具有更为良好的催化性能。通过考察各催化剂的DRS图谱以及暗反应后亚甲基蓝的浓度,发现这种降解效率上的提高是禁带宽度(Eg)降低、可见光吸收增加和对亚甲基蓝吸附量增大综合作用所导致的。这种吸附量的提升与比表面积无关,本工作以等电点的影响来解释此原因。

氨基酸分子改性的SiO_2杂化材料用于胰蛋白酶固定化

为改善二氧化硅载体材料本身的生物相容性和疏水性,维持包埋生物分子的活性,对水解前驱体3-氨基丙基三甲氧基硅烷进行了氨基酸分子改性.采用N-Fmoc-L-缬氨酸和氯化亚砜反应生成N-Fmoc-L-缬氨酰氯,再与3-氨基丙基三甲氧基硅烷反应生成N-(3-三甲氧基硅基)丙基-N'-Fmoc-L-缬氨酰胺.然后去除Fmoc,得到N-(3-三甲氧基硅基)丙基-L-缬氨酰胺.通过IR,MS和1H NMR等分析手段对合成化合物的结构进行了表征.以正硅酸甲酯(TMOS)和N-(3-三甲氧基硅基)丙基-L-缬氨酰胺为复合硅源,经过溶胶-凝胶法包埋胰蛋白酶,当N-(3-三甲氧基硅基)丙基-L-缬氨酰胺的摩尔分数为15%时,固定化胰蛋白酶活力的绝对值为199 U,游离酶的酶活力绝对值为103 U,而四甲氧基硅烷直接包埋的固定化酶活力的活性仅为38 U.由杂化硅源得到的固定化酶的活性是以四甲氧基硅烷为水解前驱体的固定化酶活性的5倍.杂化硅源固定化胰蛋白酶比游离酶的最高活力提高近2倍.结果表明,氨基酸分子经水解前驱体修饰后,水解产生的固定化载体具有良好的生物相容性.通过改性载体制备的固定化酶对甲醇变性剂的稳定性、酸碱的抵抗性及热稳定性均有明显提高.

烯基取代2,2-双二茂铁基丙烷及其均聚物的合成与表征

以二茂铁和丙酮为起始原料,经一系列反应制得6-异丙烯基双二茂铁基丙烷和6-(α-苯乙烯基)双二茂铁基丙烷及相应的均聚物,通过红外光谱、元素分析、核磁共振氢谱对单体和聚合物的结构进行了表征,测定了聚合物的差热热重,对聚合物的热性能做了初步研究。结果表明,聚合物骨架中金属元素的存在,将显著提高聚合物的热稳定性;且分子结构中含有苯环的聚合物,其热稳定性高于不含苯环的聚合物。

手征性向列相液晶复合体系的研究

以(+)-2-甲基丁醇为不对称中心制备了单手性中心与双手性中心两个系列的液晶用手性掺杂物,分别将其与4-烷基联苯氰类向列相液晶混合。通过对单手性中心掺杂物/向列相液晶复合体系的研究,发现了手性中心的旋转自由度对其螺旋扭曲力的影响规律;进一步制备了双手性中心掺杂物,并对双手性中心掺杂物/向列相液晶复合体系的螺旋扭曲力及其螺距的温度依赖性进行研究,发现两个手性中心之间的链接方式对其螺旋扭曲力的温度依赖性有强烈的影响。

碳数和官能团对直链易挥发化合物异味阈值的影响规律

以具有代表性的异味特征-异味阈值为研究对象,采用三点比较式臭袋法测定了醇类、醛类、酮类、酸类和硫醇类5个系列常见异味化合物的异味阈值,研究了异味阈值与碳链长度之间的关系,并以官能团疏水性参数量化表征官能团结构,研究了异味阈值与官能团类型之间的关系.研究发现,分子碳链长度和官能团类型都能影响异味阈值的大小,其中异味阈值与碳链长度关系为y=axb或lgy=cx+d(y:异味阈值,x:碳原子数);异味阈值与官能团疏水常数π参数关系为y=aebx或lgy=cx+d(y:异味阈值,x:官能团疏水性参数).所得模型能定量描述碳链长度和官能团类型对异味阈值的影响,为异味机理的进一步探索提供了有力支撑.此外,对异味阈值与上述两因素的多元线性拟合及残差分析结果表明,碳链长度和官能团类型能够影响化合物异味阈值,但二者并非异味阈值的完全决定因素,研究决定异味阈值的全面结构因素,需大量后续工作.

荧光法研究几种分子在海藻酸钙空心胶囊中的缓释性能

实验中选取了带有正电罗丹明6G分子、带有负电荷荧光素分子、中性的尼罗红分子和生物分子R-藻红蛋白为模型分子。将这几种分子分别包封于海藻酸钙空心胶囊中。实验表明囊芯分子的电性对其在海藻酸钙空心胶囊中缓释性能有影响,带有正电荷罗丹明6G分子的扩散过程中,多孔聚合物骨架扩散是主要过程。中性分子则表现出来一个膜相溶出和多孔聚合物骨架扩散共同控制的过程。带有负电荷荧光素分子,由于静电排斥作用,加剧囊芯分子的运动。从而使得荧光素分子可以直接从膜相溶出。此外,由于胶囊囊壁上带有负电,不论是带有正电荷还是带有负电荷的分子都会延长其达到扩散平衡的时间。而电中性分子由于没有库仑相互作用的影响更容易达到平衡。囊芯和囊壁相互作用强的其扩散系数小,反之其扩散系数大。R-藻红蛋白的扩散完全是一个多孔聚合物骨架扩散控制的过程。由于分子的体积比较大,因此扩散的平衡时间也比较长。

PSS含量对石墨烯/PEDOT:PSS复合物导电性的影响

石墨烯由于具有高导电性、高透光率和优良热稳定性等性质,有望成为透明聚合物电极材料的优良填料。本文通过原位复合方法制备了还原氧化石墨烯/聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸钠(RGO/PEDOT:PSS)复合材料,研究了PSS不同含量对复合物导电性的影响。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜等手段对复合物进行了表征。研究表明,适当的PSS加入对复合物导电性有促进作用。当原料质量比EDOT:PSS=1:0.5时,复合物(10 wt.%RGO)导电率达到6817 S/m,是没有PSS加入下复合物电导率的2.4倍。此含量下制备的产物颗粒平均粒径5微米,并且RGO可以较好地分散在聚合物中,呈现更高的导电性。

半导体SiC光催化分解水制氢研究进展

简单介绍了半导体光催化分解水制氢的原理,综述了改变Si C的尺寸形貌、负载石墨烯、负载贵金属、半导体复合等方法对Si C的光催化产氢性能的影响,重点讨论了复合半导体的光催化产氢机理及SiC与其他半导体复合的研究进展,并提出前景展望。

微米级SiC/Pt复合物的光催化产氢性能研究

通过光照法、水热法、乙二醇还原法制备得到了SiC/Pt复合物,其中光照法制备得到的复合物Pt-SiC-P在紫外可见光下的产氢性能最好,Pt负载量为质量分数0.2%时复合物在紫外光下的产氢能力达到75μmol·h-1·g-1,是纯SiC的15倍。Pt的负载不仅有效分离了光生电子和空穴,还减小了SiC的禁带宽度。0.2%Pt-SiC-P复合物多次循环,均保持良好的产氢活性。

Sn-30Bi-0.5Cu合金在Cu基板上的铺展动力学

采用静滴法研究了493～623K范围内,Sn-30Bi-0.5Cu合金熔体在Cu基板上的铺展动力学.在Ar-H2流动气氛中,采用高像素数码摄像机实时在线记录了Sn-30Bi-0.5Cu合金熔体在Cu基板上的铺展过程中,其铺展前沿(即熔滴的基底半径)随时间变化情况.结果表明,在温度范围493～523K内,铺展过程中的ln(dR/dt)与lnR的关系较好地符合De Gennes铺展模型关系式,而在温度范围548～623K内,实验结果与De Gennes铺展模型关系式表现出明显偏差.从结果来看,温度对于Sn-30Bi-0.5Cu/Cu体系的铺展机理有着复杂的影响.Sn-30Bi-0.5Cu/Cu之间生成的金属间化合物的成分经电子探针微区分析(EPMA)确认为Cu6Sn5和Cu3Sn,该金属间化合物在气液固三相界面处位于铺展的前沿,其生成有利于铺展速率的提高.

盐酸溶液中聚酰胺-胺树形分子-水杨醛席夫碱自组装膜对Q235碳钢的缓蚀作用及吸附机理

合成了1.0G聚酰胺-胺树状分子-水杨醛席夫碱(PAMAM(1.0G)-SA),以其在Q235碳钢表面制备自组装单分子膜(SAMs),用电化学方法研究SAMs在5%HCl介质中对Q235碳钢的缓蚀作用及其吸附行为,结果表明PAMAM(1.0G)-SA分子可以在Q235碳钢表面形成稳定的SAMs,改变了表面的双电层结构,抑制了碳钢表面的阳极氧化和阴极还原过程,碳钢电极的电荷转移电阻明显提高,双电层电容降低,电化学阻抗和极化曲线测试结果显示,碳钢表面PAMAM(1.0G)-SA的SAMs在5%HCl介质中具有良好的缓蚀作用,PAMAM(1.0G)-SA在碳钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,属于化学吸附,利用量子化学方法对PAMAM(1.0G)-SA的SAMs形成机理进行了分析。

用于可充电器件的有机电极材料

有机化合物作为可充电器件的电极材料可以通过自身电活性部位电荷状态的变化来实现本征的氧化还原反应。除了锂离子电池外,有机电极材料还可以用于其他离子半径更大的金属离子电池(如Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)等)。有机电极材料还具有诸多优势,比如结构多样、成本低廉、资源丰富和可持续性高,易于通过适当的材料设计调整其性能等,已被证明在可充电器件中具有重要的应用潜力。然而,有机电极的实际应用仍需要解决一些关键问题,例如导电性差和在常规有机电解液中溶解等。本文介绍了各种具有不同氧化还原活性中心的有机电极材料及其反应机理,包括有机硫化物、有机自由基、亚胺类化合物、偶氮化合物和羰基化合物;重点总结了有机羰基化合物电极材料在性能改善方面的策略以及近5年在可充电器件中的应用;最后,讨论了有机电极材料需要应对的挑战以及未来的机遇。