利用“雨课堂”进行无机化学课堂互动的策略

随着互联网的普及和信息技术的成熟,传统的课堂教学方式难以适应信息时代。利用网络教学平台构建的互动课堂有助于知识交流和情感交流,有利于构建和谐的师生关系和生生关系,能够显著提升教学效果。互动形式多样的雨课堂教学平台被越来越多的师生接受。基于雨课堂教学平台,构建以学生为中心的互动教学环境和教学评价方式是实施互动教学的根本。在课堂中采用弹幕、投稿、投票、随堂练习、小测验等多种互动方式,既能活跃课堂气氛,也能提高学生的主动学习意识,进而提升学习效果。

水中水合肼还原芳香族硝基化合物的研究

以NaOH溶液沉淀FeCl3溶液制备了催化剂FeO(OH)。在水中用FeO(OH)催化水合肼还原9种芳香族硝基化合物得到相应的芳胺,收率96%-99%。并以邻硝基甲苯为反应底物考察了水合肼用量、催化剂用量、反应温度和反应时间对产物收率的影响。较优的反应条件为:n(水合肼)∶n(邻硝基甲苯)=2∶1;催化剂FeO(OH)的用量为0.015 g/mmol邻硝基甲苯,80℃反应50 min,邻甲苯胺的收率达98%。

硒催化水合肼还原芳香族硝基化合物制芳胺

在温和条件下,研究了硒对水合肼还原芳香族硝基化合物制芳胺的催化性能。邻位或对位有取代基的芳香族硝基化合物被还原为相应芳胺的收率较低;硝基苯或间位有取代基的芳香族硝基化合物被还原为相应芳胺的收率较高。以硝基苯为底物,考察了溶剂、硒粉用量和NaOH用量等因素对反应的影响。得到的适宜条件为:以5 mL乙醇和1 mL水为溶剂,2 mmol芳香族硝基化合物,4 mmol水合肼,O.04 g NaOH和0.02 g硒粉,反应温度为75℃,反应时间为2～5 h,硝基苯或间位有取代基的芳香族硝基化合物被还原为芳胺的收率为87%～99%。催化剂重复使用4次活性没有降低。

FeO(OH)/C催化水合肼还原芳香族硝基化合物制备芳胺

采用浸渍法制备了FeO(OH)/C催化剂。用X-射线粉末衍射法对FeO(OH)/C进行了表征,结果表明FeO(OH)在活性炭中高度分散。催化剂中FeO(OH)含量的增加能提高其催化活性,但过多的FeO(OH)无法全部负载,催化剂中FeO(OH)的质量分数以10%为宜。催化剂具有较好重复使用性,重复使用8次活性未明显下降。在5mL乙醇中以0.02g10%FeO(OH)/C为催化剂,1.0mmol芳香族硝基化合物和2.0mmol水合肼于75℃反应一定的时间,芳胺的收率为96.3%～99.5%。

活性碳负载氢氧化氧铋催化水合肼还原芳香族硝基化合物

采用浸渍法制备了BiO(OH)/C催化剂。催化剂的XRD分析表明,当催化剂中BiO(OH)的质量分数≤10%时,BiO(OH)在活性炭中高度分散。反应温度为75℃时,催化剂重复使用7次仍保持较高活性。在5mL乙醇中,以0.05g质量分数为10%的BiO(OH)/C作催化剂,1mmol芳香族硝基化合物和2mmol水合肼于75℃反应一定时间,芳胺的收率可达88%～99%。

BiO(OH)-NaBH4还原法制备氧化偶氮苯类化合物

以NaOH溶液快速沉淀BiCl3溶液制备了BiO（OH），研究了BiO（OH）对NaBH4还原芳香族硝基化合物的催化性能，考察了NaBH4用量对反应的影响。结果表明，在温和条件下BiO（OH）具有很高的催化活性和选择性。NaBH4和芳香族硝基化合物的摩尔比为1．04：1，在甲醇中室温反应2h，芳香族硝基化合物主要被还原为氧化偶氮苯类化合物，收率80．4％～96．9％。该催化剂重复使用5次后活性没有明显下降，于120℃再生后，其活性与新制备催化剂相当。

在“工程伦理”课程中进行课程思政的教学模式研究

大学课程思政实施要求的三全育人格局,对理工类教师提出了严峻挑战。对此,工程伦理在教育目标、团队合作和专业教育三个方面具有社会导向、高科技和人文兼备的特点,具有课程思政的特殊优势。整合高校工程伦理教学和创新实践,从建设教学专家、重建课程方法、改进教学方法,探索建设工程伦理跨学科教育,为理工科课程探索其核心教学资源,提高思想政治教学技能提供工作建设和平台支撑。

硝酸铋和活性炭催化的水合肼还原芳香族硝基化合物制芳胺

研究了以硝酸铋和活性炭催化水合肼还原芳香族硝基化合物制备芳胺的反应。以硝基苯为底物，考察了硝酸铋和活性炭用量对反应的影响。结果表明，还原1mmol硝基苯，Bi（NO3）3·5H2O和活性炭的适宜用量分别为0．06和0．1g。在适宜的条件下，9种芳香族硝基化合物被还原为芳胺的收率为78％～99％。芳香族硝基化合物中取代基对反应结果有较大影响。催化剂的活性随使用次数的增加而下降，其活性下降的原因是硝酸铋的流失。

邻卤苯乙酸合成方法的改进

以NaOH溶液快速沉淀CuCl2和AlCl2的混合溶液制备了催化剂CuO-Al2O3．在20％NaOH水溶液中，以CuO-Al2O3催化水合肼还原邻硝基苯乙酸得到邻氨基苯乙酸，经重氮化和卤置换反应得到邻卤苯乙酸，收率65％～73％．总收率为40～45％．

邻卤苯乙酸的合成

在乙醇钠催化下使邻硝基甲苯与草酸二乙酯缩合,然后经水解、双氧水氧化和盐酸酸化得到邻硝基苯乙酸,收率62%。在20%NaOH水溶液中,FeO(OH)催化水合肼还原邻硝基苯乙酸得到邻氨基苯乙酸,经重氮化和卤置换反应得到邻卤苯乙酸,收率65%～73%。总收率为40%～45%。

吲唑的简便合成

以邻硝基甲苯为原料,在乙醇钠催化下与草酸二乙酯缩合,然后经水解、双氧水氧化、盐酸酸化得到邻硝基苯乙酸,收率62%。邻硝基苯乙酸用8%硫化铵溶液在回流温度下还原2 h后再进行重氮化反应,将得到的重氮盐溶液于室温放置24 h得到吲唑,收率71%。两步总收率44%。

水中氢氧化氧铁催化水合肼还原芳香族硝基化合物

以NaOH溶液快速沉淀FeCl3溶液制备了催化剂FeO(OH).在水中用FeO(OH)催化水合肼还原芳香族硝基化合物得到芳胺.以邻硝基甲苯为底物,考察了水合肼用量、催化剂FeO(OH)用量和反应时间对邻甲基苯胺收率的影响.较优的反应条件是:n(水合肼)∶n(邻硝基甲苯)=2∶1,邻硝基甲苯4.11 g(30 mmol),FeO(OH)0.45g,反应50 min,反应温度80℃,溶剂为15 mL水.在此条件下邻甲基苯胺的收率达到98%.

Bi/Fe_3O_4催化NaBH_4还原水中对硝基苯酚

以磁性Fe_3O_4为载体负载Bi(NO_3)_3,再用NaBH_4还原Bi^(3+)制备了Bi/Fe_3O_4催化剂。采用XRD和紫外-可见光谱对催化剂进行表征。考察了Bi负载量、NaBH_4加入量和Bi/Fe_3O_4加入量对Bi/Fe_3O_4催化NaBH_4还原对硝基苯酚(4-NP)效果的影响。表征结果显示:当催化剂中Bi含量较少时,Bi分散良好;当Bi含量较多时,会形成纳米颗粒。实验结果表明:当反应温度为25℃,初始4-NP浓度为4.0 mmol/L时,在Bi负载量为5%(w)、Bi/Fe_3O_4催化剂加入量为500 mg/L,NaBH_4加入量为6.0 g/L的条件下,反应速率常数为0.581 min^(-1),4-NP的去除率为99.7%;Bi/Fe_3O_4催化剂稳定性好,重复使用15次后,活性基本不变。

硒催化水合肼还原间二硝基苯制间硝基苯胺

研究了在温和条件下硒催化水合肼还原间二硝基苯(m-DNB)制备间硝基苯胺(m-NA)。考察了溶剂配比、水合肼用量、硒粉用量和NaOH用量等因素对反应的影响。结果表明,在温和条件下,硒对水合肼还原m-DNB制备m-NA有很高的催化活性和选择性。得到较适宜的工艺条件为:V(乙醇)/V(水)=10:1,2mmolm-DNB,3.1mmol水合肼,0.04gNaOH和0.02g硒粉,于75℃反应2h,m-DNB的转化率为100%,m-NA的选择性为98.7%。

用甲基叔丁基醚合成2,5-二叔丁基对苯二酚

研究了以对苯二酚和甲基叔丁基醚 ( MTBE)为原料 ,以酸性阳离子交换树脂为催化剂合成 2 ,5二叔丁基对苯二酚 ( DBHQ)。用正交试验法 ,得到合成 DBHQ的适宜工艺条件为 :n ( MTBE)∶ n (对苯二酚 ) =3∶1 ,m (催化剂 )∶ m (对苯二酚 ) =0 .6∶ 1 ,反应时间为 7～ 8h,反应温度为 80℃ ,连续分出甲醇。在此条件下产物中的 DBHQ质量分数可达 91 .9%。

叔丁基对苯二酚的合成研究

研究了以对苯二酚和叔丁醇为原料在固体酸催化下合成叔丁基对苯二酚,反应在极性溶剂与非极性溶剂的混和溶剂中进行。结果表明,叔丁基对苯二酚的选择性明显提高,收率为47.1％时选择性可达89.1％,具有工业化价值。

水中CuO-Al_2O_3催化水合肼还原芳香族硝基化合物

以NaOH溶液快速沉淀CuCl2和AlCl3的混合溶液制备了催化剂CuO-Al2O3，当n（CuO）：n（Al2O3）=1：2时所得催化剂性能最好。在水中，以邻硝基甲苯为底物，考察了几种因素对反应的影响。较优的反应条件为：4．11g（30mmol）邻硝基甲苯，3．53g（60mmol）水合肼，0．45gCuO-Al2O3，80℃反应50min。在此条件下邻SO基苯胺的收率达到98％。在同样的条件下，CuO-Al2O3催化水合肼，几种还原芳香族硝基化合物得到相应的芳胺，收率90％～99％。

氧化吲哚的绿色合成工艺研究

以邻硝基甲苯为原料在乙醇钠催化下与草酸二乙酯缩合、水解、双氧水氧化、盐酸酸化得到邻硝基苯乙酸收率为62%。在水溶液中,以FeO(OH)为催化剂,水合肼还原邻硝基苯乙酸得到氧化吲哚。考察了还原过程中影响反应的因素。结果表明,水合肼∶邻硝基苯乙酸=3∶1(摩尔比),催化剂FeO(OH)的用量为0.2 g/mmol邻硝基苯乙酸,溶剂水的用量为5 mL/mmol邻硝基苯乙酸,回流反应1.0 h,氧化吲哚的收率为95%。两步总收率达59%。

聚乙二醇修饰的Fe_3O_4催化水合肼还原硝基苯

以聚乙二醇(PEG)为修饰剂,采用共沉淀法制备了磁性Fe_3O_4/PEG。用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对Fe_3O_4/PEG进行表征。粒子中的Fe_3O_4为立方晶系,加入PEG6000和PEG20000能有效分散Fe_3O_4,避免颗粒团聚。考察了Fe_3O_4/PEG对水合肼还原硝基苯制备苯胺的催化活性,加入PEG6000和PEG20000作为分散剂制备的Fe_3O_4/PEG具有较高的活性和较好的重复性。1.23 g(10 mmol)硝基苯,0.1 g Fe_3O_4/PEG6000(或Fe_3O_4/PEG20000)催化剂,2.0 g水合肼在乙醇中回流反应1 h,苯胺收率接近100%,催化剂重复使用9次活性基本不变。

四氧化三铁制备及其催化水合肼还原硝基苯活性

铁化合物对水合肼还原硝基苯制备芳胺具有较高的活性,但重复性不好。以氯化铁和硫酸亚铁为原料采用共沉淀法制备了四氧化三铁,在制备过程中加入聚乙二醇(PEG)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)3种表面活性剂对四氧化三铁进行改性。用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对催化剂进行表征。结果表明,加入表面活性剂能够提高四氧化三铁粒子的分散性。以水合肼还原硝基苯为模型反应测试了加入表面活性剂前后制备的催化剂的活性,结果表明PVP改性的四氧化三铁具有较高的活性和较好的重复性,重复使用11次后其活性基本不变。催化剂具有磁性,便于回收。