基础课教学中培养本科生科研素养的探索——以《无机化学》碱金属/碱土金属配合物为例

新时代教育背景下,在基础课程中培养本科生的知识应用能力、科研能力和创新思维已经成为《无机化学》的主要教学目标之一。《无机化学》下册“碱金属/碱土金属”章节中大部分教学内容学生已在高中学习,针对教学内容重复和课堂讲授单调、单纯注重知识的课堂教学现状,结合学科发展和科学前沿对教学内容进行重构和拓展,重点引入碱金属/碱土金属配合物相关内容,该部分既是对上一章配位化学基础的巩固和深化,也是对当前无机化学科学前沿重要方向的扩展和补充。采取探究式教学方法,综合运用线上线下混合、课程思政、科研进展、软件操作、实验实践等将碱金属/碱土金属的课堂教学变得生动且有深度,师生合作互动,提升学生的学习积极性,引导学生思考和探究,强化和培养学生的自主学习、知识应用、创新思维和科研能力。

碱金属化合物添加剂对氧化钙固硫影响的试验研究

本文研究了碱金属化合物在不同含量、不同温度下，对氧化钙固硫率的影响，通过结果的比较，得到一些有用的结论。另外，通过对氧化钙微观结构的分析。

固体吸收剂脱除高温烟气中碱金属研究

活性矾土、二氧化硅、硅藻土及煤灰对高温烟气中碱金属的脱除都有一定的效果。通过模拟高温烟气下的热重实验 ,研究了温度对这些吸收剂脱除碱金属的影响 ,并从化学热力学的角度对实验结果进行了分析。结论为 4种吸收剂对碱金属的脱除都有一定的效果 ,但活性矾土和二氧化硅在实验条件下脱除碱金属效果更明显。计算结果表明 。

磷渣活性激发机理初探

本文研究了液相介质的初始pH值与粒化磷渣活性激发的关系,在此基础上对磷渣玻璃体的活性激发机理进行了探讨,文中所提的观点对粒化高炉矿渣也同样适用。 1 原材料及实验方法 1.1 磷渣采用南京化学工业公司磷肥厂的粒化电炉磷渣,其化学组成如下: CaO SiO_2 Al_2O_3 Fe_2O_3 MgO K_2O Na_2O P_2O_5 TiO_2 48.95 38.23 3.86 0.40 1.60 0.76 0.74 1.56 0.15 将磷渣粉磨至比表面积为5380cm^2/g;其比重为2.89,850℃的烧失量为0.91％,X射线衍射和差热分析的结果表明,粒化磷渣主要成分为假硅灰石玻璃相。

LiOH抑制碱硅酸反应膨胀及其应用研究

研究了沸石化珍珠岩混凝土在KOH,LiOH溶液中压蒸膨胀行为,通过扫描电镜和能量散射谱对产物的形貌和组成进行了分析,说明LiOH抑制碱硅酸反应膨胀的机理主要是在集料周围形成了含锂盐的非膨胀性产物,含锂产物层的形成对活性集料起保护作用而阻止了碱的进一步侵蚀。研究了由碱硅酸活性集料和碱碳酸盐活性集料制成的混凝土在各种碱中的膨胀行为。结果表明:混凝土在相同摩尔浓度的碱中压蒸,在NaOH溶液中膨胀最大,在LiOH溶液中膨胀最小。在应用LiOH抑制碱硅酸反应膨胀促进碱碳酸盐反应膨胀的双重作用下,在Spratt细粒硅质灰岩中,少量的白云石在碱环境中可发生去白云石化作用而对膨胀有贡献,也即尽管Spratt灰岩中碱硅酸反应是主要的,但也存在碱碳酸盐反应。

改性沸石对可溶性碱的吸附性能及其对碱硅酸反应的抑制效果

通过对天然沸石进行改性处理,可以大大提高其吸附K+,Na+的能力,降低混凝土中可溶性碱的含量,从而抑制碱骨料反应的发生。ASTMC441实验表明:利用改性沸石等量取代水泥5%可将碱硅酸反应引起的膨胀降低到0.1%以下,而要达到同样效果,粉煤灰和矿渣的掺量(质量分数)分别为25%和40%左右。水泥物理性能检验表明:掺加5%的改性沸石,水泥的需水量、强度、凝结时间和安定性等指标均可以满足国标的要求,因此,可在不改变混凝土其它性能的前提下,起到抑制碱骨料反应的作用。

甲烷氧化偶联反应催化剂碱性与反应性能的相关性

在催化剂甲烷氧化偶联反应性能研究的基础上，利用ＣＯ２－ＴＰＤ技术考察了不同的碱金属化合物－Ｌａ２Ｏ３／ＢａＣＯ３催化剂的表面碱性．结果表明，ＢａＣＯ３的协同作用、碱金属化合物的添加都增大了催化剂表面碱性的强度，也增加了碱性位的数量．催化剂表面碱性与催化剂反应性能之间存在着良好的相关性，强碱性位的出现和增强相应于催化剂活性与选择性的提高．对催化剂表面碱性位在甲烷氧化偶联反应中的作用、碱金属化合物的添加效应也进行了探讨．

复合碱金属盐溶液浸渍炭阳极抗氧化性能研究

按一定比例配制6种不同的复合碱金属盐浸渍剂溶液,对炭阳极基体进行浸渍,探讨其抗氧化性能。测试了不同浸渍剂浸渍的炭阳极试样及未经浸渍的原试样的氧化度和热性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其组织形貌进行了分析。结果表明:以试剂A为溶剂配制的浸渍剂溶液能够起到很好的抗氧化作用,其中以试剂A、2号Na盐和助剂B组合的浸渍剂效果最好,该浸渍剂浸渍过的炭阳极试样灼烧至800℃氧化度仅为19.7%,失重率也比原试样降低了68%。以硼酸为溶剂配制的复合碱金属盐浸渍剂反而会加剧炭阳极基体的氧化反应速率。试剂A为溶剂配制的复合碱金属盐浸渍剂在炭颗粒表面和空隙间均匀分布,不仅能够延缓氧化反应速度,而且还能提高炭阳极材料剧烈氧化的初始温度。

价电子平均能量/能级拓扑指数~mV及其应用

构建了价电子平均能量 /能级拓扑指数 mV .用 mV的 0阶和 1阶指数分别与 1 6种碱金属卤化物的熔点、磁化率和键长 ,2 0种碱金属卤化物的生成焓、离子水化能和晶格能 ,2 0种碱土金属卤化物的晶格能 ,1 9种金属氧化物、硫化物、氯化物和氟化物的晶格能 ,5 1种金属离子的水合热及 80种离子的标准生成热进行关联 ,拟合得到的回归方程的相关系数分别为 0 .94 90 ,- 0 .9870 ,- 0 .9971 ,0 .982 6 (0 .9832 ) ,0 .981 0 (0 .981 5 ) ,0 .9987(0 .9988) ,0 .984 6 (0 .9876 ) ,0 .994 9(0 .996 9) ,0 .9880和 0 .9776 .利用所得到的回归方程对部分无机物的理化性质进行了预测 .

添加剂对金刚石磨具用陶瓷结合剂性能的影响

本文采用三元碱R2O-Al2O3-B2O3-SiO2系为基础陶瓷结合剂(编号1#),添加适量的碱土金属氧化物MgO、ZnO和氟化物CaF2(编号2#)以及在此基础上外加适量的稀土金属氧化物CeO2(编号3#),制备出1#、2#和3#三种陶瓷结合剂,研究添加剂对陶瓷结合剂性能的影响。结果表明:在640℃下烧结,2#陶瓷结合剂试样抗折强度达到87.69 MPa,较1#陶瓷结合剂试样提高了50.7%,熔融温度从840℃降到770℃;而3#陶瓷结合剂试样在该烧结温度下抗折强度达到92.05 MPa,较1#陶瓷结合剂试样提高了53.1%,熔融温度降到730℃,高温润湿性良好;2#陶瓷结合剂和3#陶瓷结合剂都有新晶相锂霞石生成,其热膨胀系数都明显低于1#陶瓷结合剂。将此三种陶瓷结合剂在相同的工艺条件下制备成金刚石磨具,其中用3#陶瓷结合剂制备的金刚石磨具抗折强度和洛氏硬度明显高于另外两种陶瓷结合剂,分别达到59.34 MPa和60。

碱金属化合物磁化率的拓扑研究

根据经典电动力学推导出表征简单离子磁化率的磁性点价(gi).gi对简单离子具有良好的结构选择性,并与其摩尔磁化率(χm)显著相关.在分子图的邻接矩阵基础上,由gi建构新的连接性指数(mF),用于研究无机化合物的磁化率.其中的0F,1F与45种碱金属化合物(含5种简单阴离子和9种复杂阴离子)的摩尔磁化率(χm)具有良好的相关性,其数学模型为:χm=54.248-36.5500F-30.7721F,R=0.957.该模型在显著水平α=0.01下通过Fischer’s检验.结果表明,该方法计算简单,物理意义明确.

酰胺型三脚架化合物作为离子选择性电极载体的比较研究

研究了以 5种新型酰胺型三脚架有机化合物为载体的PVC膜电极对碱金属和碱土金属阳离子的响应行为 .比较了这 5种三脚架化合物的结构对电极响应性能的影响 .结果表明 ,不含较大萘环的配体适于作为离子选择电极的载体 ,所制电极可作为Li+ 或Ca2 + 选择性电极 .当电极膜中增塑剂的极性较大时 ,有利于电极对二价离子的响应 .若配体中基团的体积较大时 ,则不利于配体对金属阳离子的络合及所形成络合物在膜相中的流动 .

两个基于三嗪衍生物和主族金属的一维配位聚合物(英文)

本文作者采用2-羟基-4,6-二(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪在室温下分别与氯化钠和氯化钙反应,得到了2种配合物[Na(OBPT)(H2O)].2H2O(1)和[Ca(OBPT)(H2O)2Cl].H2O(2),并通过元素分析、红外、热重分析、粉末衍射和单晶衍射等方法对其结构进行了表征。单晶结构表明化合物1属于正交晶系的Pbca空间群,化合物2属于三斜晶系的P1空间群。2个化合物都是一维链状结构,配体作为桥连配体采用三齿螯合和单齿配位的模式与2个金属配位。其中,化合物1中相邻2个配体的三嗪环几乎垂直,而化合物2中相邻2个配体的三嗪环则基本是共面的。

杯芳冠醚与碱金属离子配合热力学分析

概要介绍了杯芳冠醚与碱金属离子配合的热力学研究方面的最新进展,较为系统地分析了选择性与热力学参数之间的相关性,得出了一般规律。

碱金属化合物在水热法合成纳米ZrO_2粉料中的作用研究

研究了各种碱金属化合物作为水热溶液在水热合成纳米ZrO2晶体中的作用以及过程动力学的特征。加入碱金属氟化物和KI对ZrO2的结构影响最大,它们能诱导快速形成单斜ZrO2晶体。揭示了碱金属氢氧化物和氟化物添加剂在纳米ZrO2晶体形成中的作用机理。

碱金属化合物对V_2O_5/AC催化剂低温脱硝的影响

研究了碱金属化合物(K2SO4)对活性炭(AC)担载五氧化二钒(V2O5)组成的V2O5/AC催化剂的低温脱硝活性的影响。发现在V2O5/AC催化剂表面负载碱金属化合物(K2SO4)后其脱硝活性大大降低。用等体积浸渍法制备了V2O5/AC催化剂和Kx-V2/AC(x=0.5,1,2)催化剂。采用5种模型对动力学实验数据进行关联。结果显示,无论V2O5/AC催化剂是否负载K2SO4,Eley-Rideal模型均比其他模型可更好地描述SCR脱硝反应,碱金属化合物(K2SO4)的存在提高了反应活化能,但并不改变反应机理。

甲苯氧化甲基化制苯乙烯双碱金属/La_2O_3催化剂

在常压固定床流态化反应装置上，考察了双碱金属促进的Ｌａ２Ｏ３催化剂在甲苯氧化甲基化反应中的催化活性、选择性。结果表明：双碱金属钠、钾促进的Ｌａ２Ｏ３体系是良好的甲苯氧化甲基化制苯乙烯催化剂。其中用质量分数各为７％的ＮａＯＨ、ＫＯＨ促进的Ｌａ２Ｏ３催化体系，在反应温度为７５０℃、空速为１３．７Ｌ／（ｇ·ｈ）、原料气分压Ｃ７Ｈ８∶ＣＨ４∶Ｏ２∶Ｎ２＝１∶１１．２∶２．１∶１０．４条件下，甲苯单程转化率为４６．２％，Ｃ８的选择性为６５．９％，Ｃ８的收率为３０．５％。该催化剂稳定性好，反应６０ｈ，无积碳现象。

碱金属化合物阴离子团对油页岩燃烧特性影响

以富含钠金属化合物的桦甸油页岩为研究对象,采用热重技术和燃烧动力学相结合的方式,探究了CO3^(2-)、OH^(-)及Cl^(-)3种阴离子团对碱金属化合物催化油页岩燃烧行为的影响规律.结果表明:CO3^(2-)和OH^(-)对促进油页岩中有机物分解具有明显作用,而Cl^(-)则有利于固定碳的燃烧.NaOH的加入使油页岩的综合燃烧指数达到最大值.基于高斯分峰拟合Coats-Redfern法和Friedman法的计算结果表明,由CO3^(2-)、OH^(-)及Cl^(-)组成的钠金属化合物使油页岩燃烧主要阶段的表观活化能分别降低了9.42 kJ/mol、9.10 kJ/mol及1.09 kJ/mol.经综合分析,OH^(-)与碱金属阳离子间的协同作用对提升油页岩综合燃烧性能较为显著.

SCR脱硝技术在非电行业烟气治理中的应用进展

介绍了以钢铁、水泥、玻璃和垃圾焚烧行业为代表的非电行业烟气特点和烟气污染物处理现状,对选择性催化还原(SCR)脱硝技术在非电行业烟气治理中的应用和面临问题进行了总结分析,并对SCR催化剂的研究方向做了预测。

晶格能效应及其应用

本文首次给出了“晶格能效应”的确切涵义，阐释了它的热力学基础，应用于说明１０４种离子化合物分解为稳定单质的热力学稳定性递变倾向，证明它是一个有用的经验规则，文中还指出了它的应用范围。