宁夏师范学院省级一流本科专业介绍(八) 化学一流专业简介

化学专业始建于1978年,2006年本科招生,2014年获国家免费师范生招生,2015年学科教学(化学)专业硕士招生,2018年获化学一级学科硕士授权点,2019年开始招生,2021年获批省级一流本科专业。化学专业坚持立足地方、服务全区、辐射周边,以培养具有“宁师精神和家国情怀,理想信念坚定、品德素质优良、理论基础扎实、实践能力突出、创新素养与人文科学素养良好、社会责任明确,能下得去、留得住、用得上的高素质基础教育人才”为总目标,服务于地方基础教育和经济社会发展。

化学教育硕士研究生联合培养质量保障体系的构建与实践——以新建学位点宁夏师范学院为例

依据化学教育硕士研究生培养目标,分析了化学教育硕士研究生应具备的知识结构和能力结构,以课程体系构建为突破口,提出了化学教育硕士研究生质量评价指标,构建了“三控制、六保障、十三环节”的联合培养质量保障体系并进行了实践。该质量保障体系为提高新建学位点化学教育硕士研究生培养质量和卓越中学化学教师目标的实现奠定了基础。

配体调控Cp_(2)TiCl_(2)催化合成单、双取代苯并咪唑衍生物的研究

以邻苯二胺和芳香醛为反应起始物,在50℃,乙醇为溶剂,0.02 mmol L-苯丙氨酸为催化剂条件下,催化合成产物为单取代苯并咪唑类化合物,产率可达到70%;而在50℃,以乙醇为溶剂,0.04 mmol L-苯丙氨酸为Brønsted acid配体,0.02 mmol Cp_(2)TiCl_(2)为Lewis acid的条件下,则催化生成1,2-二取代苯并咪唑类化合物,产率可达到97%.底物普适性较好,且后处理简单.同时利用NMR分析对机理进行了初步的研究.

KMnO_(4)-H_(2)SO_(4)-H_(2)O体系对聚碳酸酯的表面微蚀

为了提高聚碳酸酯(PC)与镀层间的黏结强度,采用KMnO_(4)-H_(2)SO_(4)-H_(2)O体系对PC进行表面微蚀处理,然后在其表面制备了铜镀层。通过扫描电镜、视频光学接触角测量仪和万能材料试验机研究了体系中硫酸体积分数和微蚀时间对PC表面形貌、亲水性,PC与铜镀层间黏结强度的影响。结果表明:采用KMnO_(4)-H_(2)SO_(4)-H_(2)O体系对PC基体进行合适的表面微蚀处理后,PC基体表面呈现出优异的表面粗糙度和亲水性,并且铜镀层与基体结合牢固;在微蚀温度为70℃、KMnO_(4)质量浓度为6 g/L、硫酸体积分数为71.0%条件下,微蚀25 min后,PC基体表面形成了大量致密均匀的微孔,表面粗糙度增大,为化学镀铜过程中铜的沉积提供了良好的定位点,并且PC基体表面接触角由83.5°降低到53.7°,亲水性大幅度增强,黏结强度达到最大值,为4.1 N/cm。

配体调控二茂钛催化合成β-氨基酮衍生物的研究

β-氨基酮衍生物因其分子中具有2个不同的官能团——酮羰基和氨基而显示高的生物反应活性。曼尼希反应是合成β-氨基酮衍生物的最常用的反应之一,本研究探讨了Cp_(2)TiCl_(2)与不同含氧酸组成双酸、双功能体系协同催化三组分曼尼希反应。研究表明:在配体为2,3喹啉二酸,催化体系比例为1:1,温度为室温,底物比例为1:1.2:2时得到了良好的收率和对映选择性的β-氨基酮衍生物,同时考察了催化体系对底物的普适性研究,共合成了27种β-氨基酮类衍生物,产率高达99.0%,选择性高达97:3,催化体系普适性良好。该方法具有后处理简单、条件温和、收率高、时间短等优点。

静电纺丝合成Fe_(2)O_(3)@C纳米纤维钠离子电池负极材料研究

采用静电纺丝法成功合成一维Fe_(2)O_(3)@C复合物纳米纤维,并探究此纳米纤维的电化学性能.XRD检测结果表明该纳米纤维属于立方晶系,P4_(1)32(213)空间群.SEM结果证实其形貌呈纤维状,纤维的直径为100~200 nm.用此材料组装的钠离子电池在电流密度为100 mA·g^(-1)的条件下,首次充电比容量为317.8 mAh·g^(-1),循环100圈后仍具有168.8 mAh·g^(-1)的充电比容量.

燃油脱氮技术研究进展

从燃油和油馏分中选择性去除含氮化合物对油品生产工艺和质量具有重要意义。由含氮化合物引起的问题包括胶质形成、酸催化剂抑制和失活、与酸碱对相关的腐蚀和金属络合。本文调研了国内外燃油脱氮的方法,对比了各种方法的优缺点。从油品中去除含氮化合物的方法,主要包括加氢脱氮、吸附脱氮、络(配)合脱氮以及化学氧化法脱氮。有一些脱氮方法是通过从油中分离富氮产物而不从含氮化合物中除去氮基团,这些方法大多数主要适用于从低氮含量的油中脱氮,通常具有<0.1%的脱氮效果。通过调研,总结了潜在的脱氮工艺和催化剂,便于进一步寻找工业上更为有效的燃油深度脱氮技术。

抗菌透明细胞相容性良好的水凝胶创面敷料制备研究

以黄原胶、丙烯酰胺、过硫酸铵等为主要材料,采用一锅法制备了水凝胶XG/PAM/AE.研究结果表明,该水凝胶具有145.6 kPa的最大断裂应力,450~700 nm波长的透光率为80%且具有短期抑制S.aureus生长的能力,细胞活力大于96.7%,细胞相容性优异.

宁夏六盘山区黄芪主要化学成分含量测定

目的分析测定宁夏六盘山区黄芪中有效化学成分多糖、总黄酮类及总皂苷含量。方法采用紫外可见分光光度法和高效液相-蒸发光散射检测法(HPLC-ELSD),分析测定1年和4年生六盘山黄芪中有效化学成分的含量,并与山西产黄芪对比,分析不同生长年限六盘山区黄芪有效成分的含量变化。结果在4年生六盘山区黄芪中,多糖含量为4.10%,黄酮类为0.088%,总皂苷为4.67%,除多糖含量高于山西黄芪外,其余均低于山西产黄芪。该三类成分在1年生六盘山黄芪中的含量均较4年生六盘山黄芪及山西产黄芪中的含量低。结论延长生长年限可显著提高六盘山区黄芪中多糖含量,但对总黄酮类和总皂苷含量并无显著影响。

宁夏六盘山区黄芪鉴别及其二氧化硫残留量测定

对宁夏六盘山区一年生、四年生黄芪及山西黄芪采用性状、显微鉴别及薄层色谱鉴别方法进行鉴别,并采用离子色谱法对黄芪中二氧化硫残留量进行测定。结果表明:宁夏六盘山黄芪与山西黄芪在外观性状上存在明显差异,而在显微组织结构方面无明显差异;宁夏六盘山黄芪中二氧化硫残留量高于山西黄芪,宁夏一年生黄芪为28.5634 mg·kg^-1,宁夏四年生黄芪为31.4120 mg·kg^-1。

宁夏中宁枸杞园土壤中吡虫啉和啶虫脒降解影响因素研究

为了研究影响新烟碱类农药在宁夏中宁枸杞种植园的土壤中降解的影响因素,采用高效液相色谱-质谱联用测定了不同土壤温度、湿度、pH值、含盐量和不同初始浓度及微生物条件下吡虫啉和啶虫脒的残留量.实验数据显示土壤中吡虫啉和啶虫脒的降解动态均符合一级反应动力学方程式:相同温度下,啶虫脒降解速度更快;土壤温度为25℃时,吡虫啉和啶虫脒半衰期分别为13.69 d和7.32 d;土壤温度升高(5℃~35℃),吡虫啉和啶虫脒半衰期逐渐缩短,两种农药均在土壤温度为35℃时降解最快;同时,土壤含盐量较低时两种农药降解速率与含盐量不相关,但含盐量达3.0 g/kg时,二者的降解速率明显减缓;初始浓度越高吡虫啉和啶虫脒的降解速率越慢;灭菌条件下新烟碱类农药降解速度显著减缓.以上结果表明土壤微生物是新烟碱类农药在宁夏中宁枸杞种植园土壤中降解的首要影响因素,农药初始浓度、温度和湿度也都影响显著,土壤pH值和含盐量相对影响较小.

环氧树脂板二氧化锰−硫酸体系化学粗化工艺

采用二氧化锰−硫酸体系粗化环氧树脂(EP)板,以增强后续化学镀Cu层的结合强度。研究了粗化液中硫酸体积分数和粗化时间对EP基体表面形貌、亲水性及其与Cu镀层结合强度的影响,得到较优的粗化工艺条件为:MnO2质量浓度60 g/L,硫酸体积分数71.0%,温度60°C,粗化时间15 min。在该条件下粗化后EP表面形成均匀致密的准球形微孔,水接触角为12.2°,与化学镀Cu层的结合强度达7.0 N/cm。

师范类化学专业实践教学体系构建研究

人才培养是高校最根本的任务,提高人才培养质量是高校的重要追求。目前,我国经济已进入高质量发展阶段,社会需要更加多元的人才。高校应当积极响应我国的教育政策,提升学生的人文素质,加大应用型人才培养力度,在传授给学生专业理论知识的同时,提高其社会实践能力。基于此,以师范类化学专业教学为研究对象,采用行动研究法、文献收集法和教育实验法,分析师范类化学专业实践教学面临的问题,并从重视实践教学管理、转变教学理念、改革实践教学、提升教师队伍的素质、打造科学合理的考核机制五方面出发,提出师范类化学专业实践教学体系的构建策略。

Se掺杂WO_(3)·0.5H_(2)O/g-C_(3)N_(4)光电催化剂的析氢反应性能

以二氰二胺、硒粉和钨酸钠为前驱体,采用一锅法成功制备出Se掺杂WO_(3)·0.5H_(2)O/g-C_(3)N_(4)(Se/WCN)催化剂。并采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的物相结构、形貌及化学组成进行表征。与原始的WO_(3)和g-C_(3)N_(4)相比,Se/WCN催化剂的起始电位降到了-0.75 V(vs RHE),电流密度高达70 mA·cm^(-2),表现出更高的电催化活性。而光照后,Se/WCN的催化性能进一步提升,起始电位从-0.75 V(vs RHE)降至-0.65 V(vs RHE),电荷转移电阻由371.4Ω减小到310.0Ω。

聚乙烯咔唑/乙烯基三乙氧基硅烷改性碳纳米管气敏传感器的制备及性能研究

该文以乙烯基三乙氧基硅烷改性碳纳米管为导电填料,以N-乙烯基咔唑为聚合单体,采用原位溶液聚合方法,在引发剂偶氮二异丁腈作用下聚合制得聚乙烯咔唑/乙烯基三乙氧基硅烷改性碳纳米管复合导电胶糊(PVK/VTEO-MWCNT-OH).通过红外光谱测其化学结构,通过扫描电镜观察聚合物包覆碳纳米管情况.研究结果表明:聚乙烯咔唑包覆在碳纳米管上,改善了碳纳米管的分散性.用制得的复合导电胶糊涂覆在电极片上,制得气敏传感元件,并测其在不同的有机溶剂中的气敏响应性.实验结果表明:制备的气敏传感薄膜对四氢呋喃蒸汽响应强度最好.

氧化铜掺杂石墨相氮化碳增强光催化降解四环素废水性能研究

以P123为模板剂,醋酸铜为掺杂剂,采用热缩聚方法制备了氧化铜掺杂介孔石墨相氮化碳复合材料(CuO-g-C_(3)N_(4))。利用X-粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)、氮气吸附-脱附(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis-DRS)和光致发光光谱(PL)等表征对样品进行分析。结果表明,不同氧化铜掺杂比例对复合材料的性能产生较大的影响。随着氧化铜掺杂比例的提升,其复合材料的带隙值下降,比表面积和孔径均有一定程度的增加,光催化活性提升。其中以样品CuO5.0-g-C_(3)N_(4)催化性能最佳,在90min内对浓度为20mg/L的四环素废水降解效率可达到65.1%,且在重复循环使用5次后,光催化降解效率仍保持在60.3%以上。

马铃薯秸秆生物炭对水中Pb^(2+)的吸附性能研究

采用热解法制备马铃薯秸秆生物炭并对其酸改性.用扫描电镜表征了改性前后生物炭微观结构的改变,用傅立叶红外光谱仪分析Pb^(2+)吸附前后生物炭的官能团变化,通过动力学和热力学实验,探讨酸改性马铃薯生物炭对水中Pb^(2+)的吸附性能和机理。结果表明,酸改性后生物炭表面微孔增多,孔径变大,表面官能团增多,其对Pb^(2+)吸附过程更符合Langmuir模型和准二级动力学方程,同时pH显著影响了生物炭对Pb^(2+)的吸附,pH值为4.0时吸附性能最佳。酸改性后的生物炭主要通过表面离子交换、重金属离子与官能团化学交联和阳离子-π作用等化学吸附水中的Pb^(2+)。

一种黏性透明耐低温水凝胶的制备及其在柔性传感器的应用研究

采用L-脯氨酸(ZP)作为抗冻剂,制备得到一种具有黏性、透明和耐低温的柔性k-CG-PAA/ZP/H_(2)SO_(4)水凝胶.实验结果表明该水凝胶在-35℃的低温环境中保持了原有的韧性、延展性、黏附性和透明性.当用此凝胶组装成传感器后,该传感器能够灵敏且稳定地识别10%到400%范围内的应变.同时,该水凝胶传感器也可以对手指、手腕、膝盖的弯曲运动进行监测,在可视化和低温可穿戴传感器领域具有应用潜力.

KMnO_(4)-NaOH体系对环氧树脂基板表面的微蚀效果

采用环境友好的KMnO_(4)-NaOH微蚀体系对环氧树脂(EP)基板进行表面处理,通过考察EP基板表面的微观形貌、水接触角、粗糙度、含碳基团含量及化学镀铜层剥离强度,研究了氢氧化钠质量浓度及微蚀时间对微蚀效果的影响。结果表明:在60℃的70 g/L KMnO_(4)微蚀体系中,当NaOH为40 g/L时,微蚀处理25 min后EP基板表面水接触角由微蚀处理前的94.6°降至32.9°,EP基板表面呈现强的亲水性,并且生成了大量致密均匀的微孔,令EP基板表面的粗糙度增大,其平均粗糙度Ra为238nm,均方根粗糙度Rq为293nm。在强的表面亲水性和高表面粗糙度的共同作用下,EP基板与化学镀铜层之间的剥离强度得到了提高,最大达到8.1 N/cm。

人教版新旧高中化学教科书对比研究——以“化学反应的方向限度和速率”为例

为了师生能够创造性的使用人教版普通高中化学新教科书,用比较分析法,对人教版新旧高中化学教科书“化学反应的方向、限度和速率”从目标、内容、实验、栏目四个维度进行了研究。结果发现,人教版新教科书目标上丰富了学生认识化学变化的视角,适度降低了某些知识点的要求;内容上知识点适度增多,概念呈现更全面;通过编排方式对不同要求的实验进行了区分,增加了学生必做实验;优化了栏目种类和内容,设置了“方法引导”等新栏目,外显了化学学科核心素养、思维过程和方法。以此为基础,对师生使用新教科书提出了建议。