化学课程与教学论专业课程思政教学探讨——以化学发展史研究专题课程为例

“大思政”背景下研究生课程思政是落实“立德树人”根本任务的战略举措,是培养高质量创新型人才的重要途径。针对当前化学课程与教学论专业研究生课程思政建设存在的问题,以化学发展史研究专题课程为例,构建化学发展史课程思政元素,基于成果导向教育理念,明确课程思政“三位一体”育人目标体系、设计并实施融入思政的教学过程和教学评价。问卷调查显示,该专业课程思政教育具有启智增慧和价值引领的作用,验证该实施路径和方法的有效性,为研究生专业课程思政教育提供一定的参考。

β-环糊精主客体识别抗菌剂及抗菌性能研究进展

细菌污染与人类的生存息息相关,随着多重耐药细菌的增加,提高抗菌剂抗菌性能、抑制细菌传播和感染成为抗菌剂研究领域的热点问题。利用β-环糊精的包结作用与抗菌剂主客体识别改善抗菌剂的理化性质,增强抗菌剂的抗菌性能引起了广泛关注。环糊精具有内疏水外亲水的特殊结构,疏水内腔可选择性地与空腔大小相匹配的疏水客体分子进行主客体识别,将抗菌剂包合,从而改善抗菌剂理化性质,提高抗菌剂抗菌性能。本文综述了β-环糊精及其衍生物与有机抗菌剂、天然抗菌剂主客体识别对抗菌剂理化性质及抗菌性能的影响,分析了主客体识别的包合机理及主客体之间的作用,系统地归纳总结了环糊精主客体识别抗菌剂对不同细菌的抗菌作用及在医药、纺织、食品等领域的应用研究现状,以期为环糊精主客体识别抗菌剂的深入研究及应用提供参考。

“大思政”背景下化工类专业课程思政建设的实践探索

全面推进“大思政课”建设,发挥化工类专业课程的思政育人功能,使专业课程成为思政教育的重要阵地.以课程为基础,以核心素养为统领,结合专业伦理、职业素养、国家人才需求等建设高等有机化学课程思政资源库,以“多步骤有机合成路线设计”章节为例,依据课程思政育人目标建设思路,围绕三大教学构成要素和课程思政相关素材设计经典课程思政教学案例,为专业课程思政建设提供参考依据.

可生物降解泡沫材料的研究进展

大量以石化资源为原料的传统有机泡沫材料的使用加剧了此类资源的枯竭,且其废弃物于自然环境中难以降解,严重污染环境。与此相比,可生物降解泡沫具有生物相容性、生物降解性和可再生性,是一种环境友好材料,受到了世界各国的广泛关注。本文对比了挤出发泡、模压发泡和冷冻干燥发泡3种常见可生物降解泡沫材料的发泡工艺及原理、应用及优缺点,介绍了发泡工艺对材料性能及应用的影响,指出利用天然高分子化合物或其他可再生资源模拟天然泡沫的微观化学网络结构制备高性能可生物降解泡沫的工艺具有巨大的发展潜力;综述了天然泡沫、仿生泡沫和生物质泡沫3种泡沫材料的研究现状,重点探讨了草木类、非异氰酸酯类和木质纤维素泡沫材料的研究进展,分析了典型发泡配方及各组分作用,指出绿色介质、提高塑性及配方的进一步开发是未来可生物降解泡沫材料的发展及研究方向。

甲基乙基亚硫酸与亚氨基负离子多组分反应及机理的理论研究

采用分子动力学方法研究了一系列同比例(5:5,10:10,20:20,50:50)和不同比例(20:30,20:40,20:50和30:20,40:20,50:20)的亚氨基负离子与甲基乙基亚硫酸的反应显示,有较多的亚氨基转化为氨气,同时甲基乙基亚硫酸分解为甲醇、乙醇和一些小的碳化合物等物质.通过密度泛函的B3lyp和Bhandhlyp两种方法,在6-311++G(3df,3pd)水平下对其反应机理进行研究表明,此反应为多通道多步骤的反应体系,无论主反应还是次反应均为放热反应,其中生成产物为P1(CH_(3)OSO_(2)^(-)+NH_(3)+C_(2)H_(4)),P2(CH_(3)OSO_(2)^(-)+NH_(2)CH_(2)CH_(3)),P3(CH_(2)O+SO_(2)+NH_(3)+C_(2)H_(5)^(-))的路径为最佳反应通道,而生成P4(CH_(3)NH_(2)-+CH_(3)CH_(2)OSO_(2))和P5(CH_(3)-+NH_(3)+SO_(2)+CH_(3)CHO)次之,均在实验上是可检的.产物P6(CH_(3)CH_(2)OH+NSO-+CH_(2)OH),P7(CH_(2)O+NH_(3)+CH_(3)CH_(2)OSO)和P8(CH_(3)CHO+NH_(3)+CH_(3)OSO)的生成过程因存在较高势垒,为标题反应的次要路径.理论计算结果与实验一致.

SiH_2自由基与HNCO反应机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了SiH2自由基与HNCO的反应机理,并在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和内禀反应坐标(IRC)确定了中间体和过渡态.为了得到更精确的能量值,又用QCISD(T)/6-311++G**方法计算了在B3LYP/6-311++G**水平优化后的各个驻点的相对能量.计算结果表明SiH2自由基与HNCO的反应有五条反应通道,其中顺式反应通道SiH2+HNCO→IM3→TS4→IM5→TS5→IM6→SiH2NH+CO反应能垒最低,为主反应通道.

气相中环丁烯负离子与N_2O反应机理的理论研究

采用MP2和B3LYP两种计算方法,在6-31++G(d,p)的基组下,对气相中环丁烯负离子与N2O反应的微观机理进行了较为系统的计算研究,并在相同基组下进一步用QCISD方法在MP2优化构型的基础上进行了单点能校正.结果表明,该反应存在两条反应通道,每条反应通道又包含着三条反应路径,产物分别为乙烯基重氮甲基负离子与甲醛,同时也应能检测到少量的环丁烯酮负离子及N2等产物.其中,通道1是主反应通道,路径1为主反应路径,路径3是路径1和2的竞争反应.理论计算结果与实验预测基本一致.

胺型离子液体合成反应机理的量子化学

采用B3LYP的计算方法,在6-31++G(d,p)的基组下,对酰胺和醇胺的胺型离子液体(以DMF,乙醇胺分别与硫酸合成的离子液体为例)合成反应的微观机理进行理论计算.并在6-31++G(d,p)基组水平进一步用QCISD方法在B3LYP优化构型的基础上进行单点能校正.结果表明,[DMFH]+的结构中H原子连在O原子上而不是N原子上,[HOCH2CH2NH3+]中H原子与N原子相连.反应过程为分子间的H迁移,路径为R→IM→TS→P.酰胺型离子液体的合成反应要比醇胺型离子液体的合成反应易于进行,产物性质也更稳定.

计算化学与分子模拟方法及MS软件简介

随着高新技术的飞速发展,化工领域中计算化学极其重要分支分子模拟技术所起作用越来越显著。本文论述了计算化学主要方法,分子模拟方法,并着重介绍了Materials studio软件。

SiO2纳米孔对常见工业废气吸附的分子动力学研究

应用分子动力学和巨正则蒙特卡洛方法对CH4、SO2、CO2、NO2、HF、H2S、CO七种常见工业废气进行研究,探究1nm直径的SiO2纳米孔在温度分别为273K,298K以及323K时的动力学模拟情况,通过分析气体的MSD和RDF数据,进一步探究在一定压力下不同温度七种气体的吸附差异,为揭示硅胶吸附剂的吸附机理以及新型SiO2纳米材料的研发提供理论借鉴。

OXCl^-(X=Li,Na,K)负离子基于密度泛函理论的计算研究

采用密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)的方法,在不同基组水平上分别对OXCl^-(X=Li,Na,K)负离子进行几何优化,偶极矩与解离能进行计算。实验研究发现,OXCl^-(X=Li,Na,K)的稳定构型为直线型,随着X(X=Li,Na,K)原子的半径增大,键长减小,偶极矩减小,O原子的解离能减小。

硅烯与异硫氰酸反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和IRC方法确认了中间体和过渡态.又用QCISD(T)/6-311++G**//B3LYP/6-311++G**方法计算了各个驻点的单点能,计算结果表明单重态的硅烯与异硫氰酸的反应有抽提硫、插入、抽提亚氨基的路径.而经由三元环中间体的抽提硫反应SiH2+HNCS→IM1→TS2→IM3→TS3→IM4→SiH2S+HNC(P1),反应能垒最低,为主反应通道,硫代硅甲醛和异氰氢酸为主产物.硅烯直接抽提硫、插入N-H键和经由三元环中间体的亚氨基抽提反应为竞争反应通道,在室温下可以发生,应为次反应通道.

气相中正丁烯负离子与N_2O反应机理的理论研究

采用二阶微扰理论(MP2)计算方法,在6-31++G(d,p)的基组下,对气相中正丁烯负离子与N2O反应的微观机理进行了较为系统的理论计算研究,并在相同基组下进一步用QCISD方法在MP2优化的几何构型基础上做了单点能校正.计算结果表明,正丁烯负离子有顺式和反式异构体,它们的伯碳和仲碳都可以与N2O反应,前者的反应有α-H抽提、β-H抽提、基于IM11和氧抽提路径.而α-H抽提为主要反应路径,产物是丙烯基重氮甲基负离子(cis-CH3CHCHCN-N-,trans-CH3CHCHCNN-).后者的反应有甲基H抽提、乙烯基H抽提、基于IM12'和氧抽提路径,其中甲基H抽提为主反应路径,产物是丁二烯负离子,相比之下,在仲碳位置上的反应更有利一些.抽提氧的反应路径也是主反应的竞争路径,其产物应该能被检测到.此外,不管是主反应路径还是次反应路径都是强放热过程.