胆甾相液晶图案的动态调控与应用

自然界光子晶体图案为生物的生存提供了独特的功能,例如变色龙使其皮肤图案颜色适应环境以进行伪装保护,头足类动物(鱿鱼、墨鱼、章鱼等)能够产生宽波长范围的结构颜色和光学图案以利于物种间的信息交流。受自然界光学图案的特殊功能启发,胆甾相液晶的图案得以开发,并在数据存贮、传感器、柔性智能器件等方面展示了潜在应用。本文综述了胆甾相液晶图案的外场刺激响应性、功能演变及其应用。首先,总结了胆甾相液晶图案的外场刺激响应性,包括光、电、热、机械力和溶剂。其次,介绍了胆甾相液晶图案的各种应用,如具有加密和解密功能的存贮器件、信息安全防伪设备、柔性可穿戴传感器和圆偏振发光系统等。最后,介绍了胆甾相液晶图案的前景和挑战。本文为构建基于胆甾相液晶图案的新型功能材料提供了基础。

基于学科前沿视域下情境作业设计研究——以2021-2023年化学高考全国卷为例

以化学学科前沿为素材创设问题情境,有助于学生了解学科发展前沿,体会化学对科技发展和社会进步的重要性。通过深入分析2021-2023年化学高考全国卷学科前沿情境试题,探索化学学科前沿技术与基础化学知识体系间的关联,提升学生解决学科前沿情境问题能力的策略,并从五个维度提出了化学学科前沿情境作业设计思路,以提升学生的化学学科核心素养。

地方高校化工类课程体系改革的研究

从分析地方高校化工类课程体系存在的主要问题入手,提出了地方高校化工类课程体系改革措施,并进行研究和实施,立足区域特色,发挥工科专业在生产应用方面的优势,整合地方高校优势资源,让新的课程体系更适合学生的发展。

量子点修饰g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)纳米杂化材料的制备及在水性环氧-丙烯酸酯乳液中的应用

水性环氧-丙烯酸酯乳液(WEP)因污染小、附着力好、耐候性好被广泛应用于涂料领域,但其不尽如意的耐腐蚀性大大限制了其在防腐涂料领域的应用。文中采用煅烧法制备了g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)纳米杂化材料,微波法制备了柠檬酸碳量子点溶液,通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射分析、X射线光电子能谱仪和透射电子显微镜分析了g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)杂化粒子的结构和形态,采用扫描电子显微镜观察了复合涂层的形貌,通过电化学阻抗谱和盐雾实验研究了WEP、g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)/WEP、经量子点修饰的g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)/WEP涂层的耐腐性能。结果表明,Fe_(2)O_(3)粒子成功负载到了g-C_(3)N_(4)纳米片上,经柠檬酸量子点修饰后,g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)在WEP中具有良好的分散性,经柠檬酸量子点修饰的g-C_(3)N_(4)@Fe_(2)O_(3)/WEP乳液涂膜在质量分数3.5%NaCl溶液中浸泡1 d时阻抗高达1.5×10^(10)Ω·cm^(2),较纯WEP乳液涂膜高出2个数量级;浸泡7 d后,复合涂层阻抗值仍高达8.7×10^(9)Ω·cm^(2);盐雾168 h后复合涂层表面锈蚀较少。

3,5-二硝基苯甲酸功能化的金属有机框架CAU-10-NH-DNBA荧光检测硫化氢

设计合成了一种基于3,5-二硝基苯甲酸功能化的金属有机框架CAU-10-NH-DNBA荧光探针,可直接用于H_(2)S的检测.首先,以三氯化铝和5-氨基间苯二甲酸为原料,在溶剂热条件下合成了金属有机框架CAU-10-NH_(2);然后,在水溶液中,以CAU-10-NH_(2)和3,5-二硝基苯甲酸(DNBA)为原料,在偶联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的共同作用下,合成了CAU-10-NH-DNBA.采用红外光谱、X射线衍射谱、固体核磁共振波谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对其进行了表征.结果表明,CAU-10-NH-DNBA的激发和发射波长分别为320和412 nm;H_(2)S可使CAU-10-NH-DNBA荧光增强;并考察了pH值、时间和温度对检测效果的影响.在最佳实验条件下,CAU-10-NH-DNBA对H_(2)S的检出限为2.43μmol/L,线性范围为3.9~62.5μmol/L,具有选择性高的优点.该探针可应用于人血清样品中H_(2)S含量的检测,样品回收率为94.5%~96.1%.

层状MnO_(2)/Co-C复合材料的常温制备及其电催化析氧性能研究

采用ZIF-67衍生多孔碳框架(Co-C)为碳载体,在常温下自发还原高锰酸钾制备了层状MnO_(2)/Co-C复合材料,并研究了MnO_(2)/Co-C的电催化析氧反应(OER)性能。结果表明,Co-C碳框架内部的Co_(3)O_(4)纳米颗粒对于MnO_(2)纳米片的常温生长具有催化促进作用;在碱性电解质(1 mol·L^(-1)KOH溶液)中,MnO_(2)/Co-C表现出较好的电催化OER性能,在10 mA·cm^(-2)电流密度下的过电位为427 mV,Tafel斜率为163 mV·dec^(-1),具有良好的电化学稳定性。

基于STEAM教育理念的项目式教学设计与实践——以“探索覆铜板的蚀刻反应及废液的循环利用”为例

本研究基于STEAM项目式教学设计与实践,以人教版化学必修一第三章“铁及其化合物”课后覆铜板的蚀刻实验为例,将实验内容拓展为四个环节,增加废液循环和铁离子浓度定量检测等探究内容。通过废液循环利用,培养绿色化学理念和工程思维,通过学习图像比色法,培养定量检测的思路。基于项目式教学提供的真实情境,帮助学生全面认识电路板的蚀刻工艺,体验废液循环处理中的方案设计、实验操作等一系列实验探究过程,为高中实验探究教学的研究与改进提供了参考实例。

高中化学项目式教学中融入劳动教育的探索——以“探究不同采收期对蕲艾挥发油含量的影响”为例

劳动教育与学科教学相融合是当前教育教学改革的重要趋势。本研究旨在探索在高中化学教学中有机融入劳动教育的途径,以“探究不同采收期对蕲艾挥发油含量的影响”为项目主题,通过对蕲艾种植与养护的情境导入,引导学生设计实验探究方案、开展实验探究、结合蕲艾挥发油主要成分的结构与性质提出保存建议。学生在研究学习中强化实验探究思路与方法,同时学会了基本的种植技能,转变了劳动观念,体会到化学知识在农业生产和中医药方面的应用价值。实践结果表明,高中化学教学中有机融入劳动教育具有可行性,能够较好地实现协同育人的效果。

基于学科前沿成果的高中化学情境素材教学研究——以“物质结构与性质”为例

“物质结构与性质”模块是高中化学课程的重要组成部分,该模块的学习有助于提升学生对物质结构的基本认识,深入认识物质结构与性质之间的关系,提升宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等化学学科核心素养。该模块知识抽象、理论性强,学生掌握起来有较大难度。选取化学学科前沿成果转化成教学情境素材,可以激发学生探索物质结构奥秘的热情,帮助学生建立微观结构与宏观性质之间的联系,引导学生认识研究物质结构的应用价值。由于化学学科前沿成果丰硕,涉及面广,教师需要遵循特定的原则将其转化成情境素材,并采取特定的教学策略应用到教学中。

核心素养导向下探究式教学在高中化学教学中的应用——以人教版必修二“乙醇”为例

教学的活力在于探究,探究式教学作为新课程改革的突破口,是改变传统教育模式,实现“素养为本”的教学的重要手段。因此,本文尝试以探究式教学为教学手段,以培养学生化学学科核心素养为主旨,简要阐述了探究式教学在高中化学教学中的重要意义,并以人教版必修二“乙醇”为例,从酒的“发现史”入手,带领学生搭建乙醇的分子结构模型,并将“乙醇与钠”的反应融于乙醇结构的探究过程中,使学生更直观地认识到“结构决定性质、性质反映用途”这一化学学科基本观念。在实验探究中对“乙醇与钠”的实验和“乙醇的催化氧化”实验做出相应的改进,增强了可视性、安全性、环保性、便捷性和趣味性,不仅有助于学生理解实验现象背后的本质原因,还培养了学生的科学探究能力和创新意识,使学生收获了超越知识本身的学科素养与价值。

“双碳”目标融入高中化学的实践困境与实施路径

从知、情、意、行四维度制定教育目标,依据新课标整合“双碳”教育素材,在教学实践中创设科学情境、结合信息技术和组织实践活动,以保证“双碳”目标融入高中化学教学。碳达峰、碳中和(简称“双碳”)是指二氧化碳的排放达到峰值不再增长,并采取合理手段吸收,实现二氧化碳“净零排放”。

基于核心素养的初中化学情境作业设计与策略——以“燃烧和灭火”为例

“双减”政策下,教育工作者们为谋求进一步提升初中化学作业质量,减轻学生负担,培养学生核心素养展开了作业的改革与创新。本文针对当前初中化学作业中存在情境陈旧、迁移性差和功能单一的问题,探讨情境作业优化设计的原则,提供情境作业案例并说明设计策略。

萃取车间化工废水的简易高效处理

采用空吹和吸附两步处理高浓度化工废水,研究了影响其效率的主要参数。结果表明,空吹法在一定的pH和温度下,能有效去除特殊化工行业废水中的有机物及氨氮,采用活性炭吸附并用可以使废水实现达标排放。

《化工原理》课程的教学探索与体会

本文从《化工原理》课程的理论课、实验课和课程设计三个教学环节出发,结合教学探索与体会,探索了如何调动学生学习兴趣、如何提高学生学习效果的方法,从而有利于学生更深入地掌握此门课程。

地方高校化学化工类本科毕业论文现状、不足与应对策略

地方本科高校必须重视毕业论文的教学与管理。本文从毕业论文的开题、实验、撰写过程、答辩环节等四个方面分析了目前地方高校化学化工学科毕业论文的现状和不足,并从这四个方面就提高毕业论文质量提出了拓展毕业论文经费来源、改革教学内容、改革毕业论文时间、增加学生计算机技能训练和作业以及采用淘汰制等有针对性的应对策略。

利用课例研究提高化学师范生探究式教学能力初探

课例研究强调理论与实践的紧密结合,对发展新手教师的教学能力有很好的效果。本研究以黄冈师范学院2015级化学专业10名师范生为研究对象,在为期三个月的课例研究中,通过集体讨论和反复实践,促进他们对探究式教学内涵的理解,提升探究式教学能力。研究发现,对化学研究本质特点的理解,对化学思维方法运用的熟练程度,是影响他们探究式教学能力发展的主要因素;而教学实践和交流讨论对探究式教学能力的提高起到了关键性的支持作用。因此,把课例研究融入到探究式教学的培训中;鼓励师范生参与科学研究,解决真实问题,这些措施对化学师范生理解探究式教学内涵,提高教学设计的能力,科学有效地实施探究式教学都有很好的促进作用。

长江干流黄冈段水体水质分析

自长江大保护实施以来,长江水体水质变化一直是人们关注的重点,为探究水体中高锰酸盐指数和总磷时空变化对长江干流水体水质的影响,通过定期监测长江中下游黄冈段2021年水体中的高锰酸盐指数、氨氮和总磷含量进行单因子和综合评价,并与2015年同时期水质进行比较。结果表明,长江中下游干流黄冈段高锰酸盐指数、氨氮和总磷浓度均呈下降趋势,高锰酸盐指数全年低于2.7mg/L,符合二类水质标准;氨氮浓度下降显著,长年优于地表水二类水质标准,综合污染指数评价2021年全年水质达到地表水二类水质标准,水质较2015年有明显好转。

不同层次学生化学学习发展的调研与思考——以黄冈市两所高中高一学生为例

本文基于抽样调查法和文献法对黄冈市高一学生的化学学习现状进行调查分析,以期找出形成化学学习分化现象的一些因素。调查结果表明:学优生与普通学生在知识基础、学习动机和元认知水平等维度差异显著。本研究提出夯实基础、激发动机、提高元认知水平的相应教学策略,以提高化学普通学生的学业水平,培养其化学核心素养。

预处理条件对金属有机框架衍生的负载钴催化剂的结构和催化性能的影响

通过金属有机框架材料介导的合成策略制备了负载钴催化剂(Co@C-ZnZrO_(2)和Co/ZnZrO_(2))并进行费托合成性能评价,重点研究了金属有机框架材料热解对负载钴催化剂结构和费托合成性能的影响。采用粉末X射线衍射、透射电镜、高分辨率透射电镜、N_(2)吸附-脱附和X射线光电子能谱对负载钴催化剂的晶相和微观结构进行了表征。费托合成性能研究显示,Co/ZnZrO_(2)的CO转化率为18.1%,C_(5+)选择性为77.4%,而Co@C-ZnZrO_(2)的CO转化率为8.5%,C_(5+)选择性为35.2%。Co/ZnZrO_(2)较高的CO转化率是由于暴露了较多的活性钴位点。而在Co@C-ZnZrO_(2)催化剂上活性Co位点的作用受到碳层的限制,抑制了合成气在Co位点上的吸附和活化。

基于化学学科核心素养的课堂教学——以高中化学“沉淀溶解平衡”为例

为了在课堂教学中有效落实以“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”为核心的化学学科核心素养,本文以“沉淀溶解平衡”为例,基于龋齿的形成和预防进行教学设计。学生通过任务驱动的形式进行探究学习,通过实验探究逐步建立并完善沉淀溶解平衡模型。学生在实验探究和解决实际问题的过程中,体会平衡理论在生产和生活中的广泛应用,进一步提升化学学科核心素养。