荧光碳点检测铁离子的科研成果转化为教学实践

为了强化学生的绿色低碳意识,基于学科交叉和双碳战略的教育教学思想,文章以三乙醇胺和醋酸锌为前驱体,使用水热法制备了氮掺杂纳米碳点荧光功能材料,通过X射线衍射、透射电镜、傅里叶红外光谱等测试手段表征了碳点的物相成分、组织结构及化学键和表面基团等信息;再利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱探究了碳点轨道间电子的跃迁行为;并基于Fe^(3+)与碳点表面官能团配位络合而导致荧光猝灭的机理,实现了对Fe^(3+)的特异性检测。后采用启发式教学,以小组为单位进行实验设计、实验操作及汇报总结,使得学生能够深钻细研荧光碳点相关理论,潜心发现和捕捉科研关键点,培养逻辑论证和独立思考能力,形成荧光纳米碳点知识体系。

纳米CdS对聚丙烯膨胀型阻燃剂的协同效应

将单组分膨胀型阻燃剂新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐(NPM)和纳米硫化镉(CdS)加入聚丙烯中进行阻燃处理,应用氧指数和热重分析评价了该体系的阻燃性能和纳米CdS的阻燃协同效应,当纳米CdS加入量达到1.0 phr时,可以观察到明显的协同效果。采用红外光谱、扫描电镜和X射线衍射对纳米CdS协同机理进行了分析,结果表明,纳米CdS能促进炭层的生成,并通过催化和交联作用而影响炭层结构。

B2O3／TCP协效阻燃PBMA的热稳定性与成炭研究

研究了氧化硼(B2O3)和磷酸三甲苯酯(TCP)协效体系对聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)阻燃性能的影响。采用热分析、拉曼光谱和红外光谱等对复合材料的成炭和协同阻燃机理进行了分析。结果表明:B2O3/TCP的总用量和配比对复合材料的阻燃作用都有影响;B2O3/TCP总用量为10%、配比为3/7时,复合材料的氧指数达到24.3%;B2O3/TCP的总用量为10%、配比为5/5时,复合材料在500℃时的成炭量为11.7%;B2O3能与分解的TCP作用形成玻璃态炭层而影响PBMA阻燃复合材料的成炭量和炭层结构。

ZrO2/TCP协效阻燃聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料研究

为获得阻燃聚甲基丙烯酸丁酯包覆材料,进行了ZrO2和磷酸三甲苯酯(TCP)改进聚甲基丙烯酸丁酯阻燃性能的研究。结果表明,ZrO2和TCP的不同添加总量、ZrO2与TCP的配比对其协同效果都有影响。当ZrO2/TCP的添加量为10%(质量分数)、配比为3∶7(质量比,下同)时,材料的氧指数达到24.6,协同效果最佳。采用热分析、数码照相、拉曼光谱和红外光谱等对成炭机理和协同效应进行了分析。结果表明,当ZrO2/TCP协效体系的总质量分数为10%、配比为3∶7时,500℃时体系的成炭量为14.7%,ZrO能通过催化和交联作用而影响成炭量和炭层结构。

低温等离子体技术应用在固体推进剂包覆领域的探索研究

运用RFD-200型射频单电极低温等离子体表面处理机处理橡胶包覆层和推进剂药片(药柱),采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重(TG)和差式扫描量热法(DSC)分别对橡胶包覆层和推进剂药片(药柱)的表面、组成和热分解性能进行表征;采用万能材料测试机对橡胶包覆层和推进剂药片(药柱)之间的粘结性能进行测试。实验表明,用设备处理后不会影响推进剂和橡胶包覆层本来的性质,但其表面形貌变得较粗糙,使处理后片状样品之间的剥离拉伸强度和最大力分别提高了40%和37.6%,柱状样品的剥离最大力提高了74.4%,残留有效长度大幅增加。因此,处理后样品的粘结强度能够达到传统手工打磨工艺的水平。

丁腈橡胶对三元乙丙橡胶包覆剂抗硝化甘油迁移性能的影响

采用夹层法研究了丁腈橡胶含量对三元乙丙橡胶包覆剂抗硝化甘油迁移性能的影响。结果显示:在三元乙丙橡胶包覆剂中丁腈橡胶的含量不同,其抗硝化甘油迁移性能不同;丁腈橡胶含量为20%～25%时,抗硝化甘油迁移性能最佳。

科研项目式实验教学设计:废弃口罩变防伪标识荧光碳点

将废弃口罩转化成高价值的防伪加密荧光碳点材料科研项目设计转化为本科实验。该实验交叉化学、材料和环境多学科知识,融合新颖性、创造性和实用性,提供了一种环保策略,而且揭示了碳点的组织结构、表面化学态、电子跃迁及光学性能知识。通过该实验,可以培养学生基于电子-分子-纳米尺度的材料化学视角分析解决问题的能力,提升学生对理论知识的理解力、实验操作的执行力、团队协作的连接力和科学素养的创造力。

陕北与宁夏向日葵蜜蜂授粉技术

蜜蜂授粉是一项高效绿色的农业增产措施。本文以基地草莓、油桃、茄子、辣椒、番茄等设施果蔬进行蜜蜂授粉技术示范,不仅提高了设施果蔬产量,改善了果实品质,满足了人们对农产品的要求;同时减少农民劳动强度和授粉成本,提高农业生产效率,增强了人们对蜜蜂授粉技术必要性的认可度;还大幅度减少了化学坐果激素使用,保证了农产品安全,促进了设施果蔬附加值提升。蜜蜂授粉技术是设施农业实现优质、高效、高产的重要措施之一,在取得经济效益的同时,带来了显著的社会和生态效益,为新疆设施果蔬蜜蜂授粉发展以及养蜂业和设施产业高质量发展打下基础。