智慧校园环境下物理化学理论课程创新教学模式研究

物理化学是化学、化工、材料、食品等相关学科的基础课程,可为学生掌握专业知识和开展相关产业科学研究、生产应用等活动提供重要理论指导。在当前国家大力推进教育信息化背景下,本文概述智慧校园在高校教育方面的应用,分析物理化学理论课程现有教学模式和探索智慧校园环境下物理化学理论课程的创新教学模式。创新教学模式的提出可为增强物理化学理论课程教学成效、提高学生综合能力提供理论支撑。

季铵型多孔超交联离子聚合物催化二氧化碳环加成合成环状碳酸酯

以双(三苯基膦)氯化铵为单体,通过傅-克烷基化反应制备一种季铵型多孔超交联离子聚合物(QA-PHIP)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和N 2吸附-脱附等对QA-PHIP进行表征。结果表明,QA-PHIP的比表面积为903.7 m^(2)·g^(-1),在0.1 MPa和0℃条件下CO_(2)的吸附量为52.1 cm^(3)·g^(-1)。将QA-PHIP应用于催化CO_(2)与环氧化物合成环状碳酸酯的反应,考察反应温度和催化剂用量等因素对催化性能的影响。QA-PHIP表现出良好的催化性能,在120℃和1.0 MPa条件下反应12 h,可获得99.6%的环氧氯丙烷转化率和97.3%的氯甲基二氧杂戊环酮收率。QA-PHIP表现出良好的底物扩展性和重复使用性。

双胺基双酚铜配合物催化甲苯氧化合成苯甲酸

通过将四齿双胺基双酚配体与铜盐发生配位反应制备得到一种结构新颖的双胺基双酚铜配合物。将所得配合物作为均相催化剂应用于氧气存在条件下、以N-羟基邻苯二甲酰亚胺为助催化剂的甲苯氧化合成苯甲酸反应中。结果表明,该催化剂在温和的条件下实现了甲苯分子中C─H键的活化和氧化,且高选择性得到了产物苯甲酸。系统考察了催化剂用量、助催化剂用量、反应温度、氧气压力和反应时间等因素对催化性能的影响。在最佳反应条件下,甲苯转化率为51.8%,苯甲酸选择性可达91.4%。

季膦盐型双功能金属Salen配合物催化二氧化碳转化为高附加值化学品（英文）

随着全球"温室效应"和能源危机的加剧,近几年二氧化碳作为一种丰富、无毒、廉价的碳一原料广受关注.目前,在温和条件下实现二氧化碳的化学转化仍然是一个十分具有挑战性的课题,其关键的科学问题是二氧化碳分子的有效活化.本文发现,在不添加任何助催化剂的条件下,季膦盐型双功能金属Salen配合物不仅能够以有机胺、含氢硅烷和二氧化碳为原料,在温和条件下通过甲酰化反应实现系列甲酰胺类衍生物的高效合成,而且能够催化二氧化碳和环氧化合物的环加成反应,从而实现环状碳酸酯的宏量制备.催化实验及动力学研究结果表明,该双功能催化剂通过金属活性中心和卤素阴离子之间的分子内协同催化作用,既可利用高活性锌氢键调控含氢硅烷中的硅氢键,又能通过高活性铝氧键激活环氧化物的三元环,进而导致二氧化碳的方便插入及高效活化.譬如:当使用1.0 mol%锌催化剂时,仅加入1倍当量的苯硅烷,在25℃和0.5 MPa的条件下,反应6 h后N-甲酰苯胺收率高达99%;而当使用0.5 mol%铝催化剂时,在100℃和2.0 MPa的条件下反应2 h,环加成反应转化率接近100%,环状碳酸酯选择性可达99%.另外,上述两个反应都表现出优异的底物扩展性,具有良好的官能团相容性.在此基础上通过构建反应动力学模型,采用在线红外跟踪技术,阐明了协同活化机制在二氧化碳催化转化过程中的作用原理及共性/个性规律,丰富并发展了二氧化碳活化的基本理论.最后,单组分催化剂可通过溶剂调变的方式很容易实现回收及再利用,表现出"均相催化,两相分离"的特点.循环使用五次后催化活性和选择性未见明显下降.

多孔有机聚合物催化二氧化碳合成环状碳酸酯研究进展

二氧化碳(CO_(2))捕集、利用和储存(CCUS)在全球能源结构转型中是一种极具潜力的策略,能够实现能源供给、基础原料产出以及限制气候变化。多孔有机聚合物(POPs)具有高CO_(2)吸附容量和吸附选择性、突出的结构特性以及优异的化学可调控性,其作为极具潜力的材料广泛应用于催化CO_(2)参与的有机反应中。其中,CO_(2)与环氧化物环加成生成环状碳酸酯的反应具有100%的原子经济性,且其产物也极具工业价值。本文基于CO_(2)环加成反应催化机制,从催化剂的合成方法、结构性质与组成特性角度出发,综述了POPs在CO_(2)/环氧化物环加成反应的研究进展,包括金属配合物类、氢键供体类、离子液体类、金属配合物/离子液体和氢键供体/离子液体等有机多孔聚合物体系。通过阐述POPs在催化CO_(2)制备高附加值环状碳酸酯反应中的研究现状和发展趋势,为POPs的开发与应用以及CO_(2)综合利用的工业化探索提供具有建设性的指导意见。

钴卟啉-四丁基溴化铵串联催化苯乙烯在氧气和二氧化碳中合成碳酸苯乙烯酯

通过仿生催化,将苯乙烯、氧气(O2)和二氧化碳(CO2)直接合成环状碳酸酯在现代化学中极具学术研究意义和工业应用价值。采用钴卟啉-四丁基溴化铵为双组分催化剂,以2-氧代环戊烷羧酸甲酯为助剂,在O2和CO2条件下,直接将苯乙烯转化为碳酸苯乙烯酯。系统考察了催化剂用量等因素对催化性能的影响。在最佳反应条件下,苯乙烯的转化率高达99%,环状碳酸酯的收率可达35%。利用在线紫外与在线红外探讨了该串联反应可能的机理。结果表明,钴中心与2-氧代环戊烷羧酸甲酯的环内氧原子配位后活化氧气形成过氧活性物种,进而形成高价钴-氧中间体,其通过传递氧原子给苯乙烯而生成环氧苯乙烷。而后,环氧苯乙烷在四丁基溴化铵的催化作用下开环,并通过CO2插入反应和分子内闭环反应最终生成环状碳酸酯。

离子液体功能化salen Mn催化苯乙烯与CO_(2)一锅合成碳酸苯乙烯酯

合成了咪唑离子液体功能化salen Mn配合物(IL-salen Mn),并作为催化剂应用于苯乙烯与CO_(2)一锅合成碳酸苯乙烯酯反应中。以尿素过氧化氢(UHP)为氧化剂、吡啶氮氧化物(PyNO)为助剂,催化苯乙烯高效制备环氧苯乙烷,继而催化环氧苯乙烷与CO_(2)发生环加成反应合成碳酸苯乙烯酯。考察了催化剂种类和用量、助剂用量、氧化剂种类和用量、反应时间、反应温度及CO_(2)压力对上述反应的影响。结果表明,当催化剂IL-salen Mn用量为苯乙烯物质的量的8%、n(苯乙烯)∶n(UHP)∶n(PyNO)=1.0∶3.0∶0.2、环氧化反应温度和时间分别为30℃和5 h、环加成反应温度和时间分别为80℃和12 h、CO2压力为1.0 MPa时,苯乙烯的转化率为90%,碳酸苯乙烯酯收率达到32%。结合前期研究与反应时间动力学结果,推测了该一锅反应的可能机理。

红外技术在农产品安全领域的应用

红外技术具有高效、灵敏、实时、能处理大规模样品等优点,近年来被广泛应用于农产品安全检测领域。本文总结了红外技术在农产品生产安全、农产品储藏安全、农产品加工与流通安全3方面的国内外应用研究成果,展望了基于大数据与红外技术的农产品全生命周期在线快速检测系统实践运用和普及的可行性。

化工科普课程思政建设的探究

化工科普课程是提升全民科学素养的一门重要课程,其思政建设的探究是贯彻党的教育方针,全面落实“立德树人”教学宗旨的关键途径,推动教育高质量发展的重要抓手。文章通过分析化工科普课程思政建设的必要性,深入挖掘化工科普课程的思政元素,研究以课程思政为理论导向的教学方法。进而,初步探究化工科普课程思政建设方法和途径,为高校化工科普课程贯彻落实“三全育人”教育理念提供参考。

应用化学专业综合实验中体验式学习模式的构建

综合实验作为应用化学专业的核心实践课程,是培养兼具创新、实践和合作能力化学化工人才的重要途径。文中以“应用化学专业综合实验”课堂为案例,基于Kolb体验式学习圈理论,详述如何构建体验式学习模式。以此引导学生以更深刻的印象来回顾和巩固所学知识,将化学实验体验过程内化为实验方法学,继而外延至其他实验或学科的学习过程中。同时,帮助学生超越个人层面,将体验学习转化为沟通和合作的能力。

老调重弹:论化学课堂之互动教学资源--手势

手势作为一种互动式教学资源,被广泛应用于化学教学过程中。在多媒体、网络平台等教学资源迅速发展的今天,手势在课堂教学中依然起着举足轻重的促进作用。目前,关于手势在教学中的应用与作用研究已经有了广泛报道。然而,很少有对手势与学习之间的关系进行较深层次的研究。文章将从互动参与的双方出发,结合化学教学过程中知识点与手势互动学习的案例剖析,对手势如何促进学习进行简单探讨。最后,简要提出如何在教育环境中合理运用手势的建议。

RCEP背景下高校化工专业创新教学模式探讨

《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)作为亚太地区规模最大的自由贸易协定,对亚太地区经济发展产生深远影响。该文对RCEP给我国化工产业带来的机遇与挑战进行分析,总结化工产业人才需求现状及高校现有化工专业教学模式,进而提出RCEP背景下的化工专业创新教学模式,为促进高校培养符合产业发展需求的化工人才和加快产业发展提供理论支持。