《计算机在化学化工中的应用》课程体系改革初探

紧跟学科发展步伐,改革化学化工类专业开设的《计算机在化学化工中的应用》课程体系,调整教学内容,更新教学方法,强化化学化工专业学生计算机实际应用能力的培养,满足化学化工专业的发展和社会对新一代化工人才的需求。

科学前沿AdNDP程序在大学化学教学中的应用探索

通过讲授化学教科书中共价键的内容为导向,将科学前沿的化学键分析程序(ANDP)作为远迁知识拓展到平时的理论课堂教学,并浅析此教学过程所渗透的思政元素。此举可拓宽学生的科研视野,克服学生死记硬背的被动学习模式,培养学生的积极动手和独立思考能力,有效促进学生将理论知识和实践能力融合,实现综合能力的显著提升。

多元醇对气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的影响

以乙二醇、季戊四醇和聚乙二醇为例,用循环伏安和电化学阻抗法研究了多元醇对气相二氧化硅胶体电解液电化学性能的影响。结果表明,添加适量的乙二醇和季戊四醇有利于提高纯铅电极在胶体电解液中的氧化还原电流,降低胶体电解液的电化学转移电阻。但是添加聚乙二醇-6000和添加过量的乙二醇和季戊四醇,不利于胶体电解液电化学性能的提高。添加聚乙二醇-6000不利于形成触变性凝胶。

红外光谱电化学法研究对苯二酚的电化学氧化还原过程

利用现场红外光谱电化学、循环伏吸、导数循环伏吸法及其重构的电流-电位(i-E)曲线,研究对苯二酚(QH2)在不同溶剂中的电化学行为,得到可能的氧化还原机理。结果表明,在乙腈和中性非缓冲溶液中,QH2氧化终产物是对苯醌(Q)。在中性非缓冲溶液的还原的过程中,一部分Q在较正的电位下还原成QH2,另一部分Q在较负的电位下还原成Q2"。碱性溶液中,当加入1倍QH2量的OH-,循环伏安图(CV)出现2个电流相当的氧化峰(Q2",QH2);加入2倍OH-后,只出现一对氧化还原峰(Q2"/Q),从红外谱图上可清晰观察到电化学过程中氢键的变化。

从气化渣中提取稀土的高值化利用研究

用Na_(2)CO_(3)作为活化剂,将气化渣与1∶1比例(Si、Al含量之和与活化剂的摩尔比)的Na_(2)CO_(3)混合均匀后,放入马弗炉,800℃焙烧活化60 min。研磨、粉碎,水洗、碱溶分离Si、Al元素,用稀盐酸浸取稀土元素,稀土浸出率达90%以上。在酸浸前对活化样品进行水洗、碱溶,显著减少了样品中的硅铝成分,既能回收部分硅铝资源,同时也能减少酸耗,实现气化渣资源的高值化利用。

发光液晶材料的合成及发光特性研究

具有聚集诱导发光增强效应的发光液晶材料,能有效地解决一般发光材料聚集时荧光猝灭和液晶自组装之间的矛盾,在液晶显示等领域有极大的应用价值。本文报道了一种自发光液晶材料(2Z,2'Z)-2,2'-(1,4-亚苯基)二(3-(4-己氧基)苯基)丙烯腈(PHPA)。研究了PHPA的聚集态发光性质、溶剂化效应、热力学性质及发光各向异性。结果表明,PHPA同时具有聚集态诱导发光增强效应和液晶性,其有序取向的薄膜发出的光具有各向异性。该发光液晶材料应用于液晶显示将能简化器件结构、增加亮度、对比度和能效。

α-氰基取代二苯乙烯衍生物的合成与发光特性研究

设计合成了一种α-氰基取代二苯乙烯衍生物(Z)-2-(4-氨基苯基)-3-(4-辛烷烷氧基苯基)丙烯腈(CN-APHP)。通过紫外吸收光谱、荧光发射光谱研究了CN-APHP的光物理性质。利用差示扫描量热分析和偏光显微镜研究了化合物的液晶性质。结果表明,CN-APHP在59~85℃之间形成近晶相液晶,是一种具有聚集态诱导发光增强特性的液晶材料。有序取向的CN-APHP薄膜具有发光各向异性,其线偏振度约为0.3。

新型噁二唑电子传输材料的分子设计合成、结构与性能关系研究

随着有机电致发光器件(OELD)的发展,有机电子传输材料研究逐渐引起人们广泛兴趣。制备了3种不同长共轭结构的新型2,5-二芳基-1,3,4-噁二唑类衍生物(4a^4c),以FTIR1、HNMR、TGA、C-V、UV-vis、FL对化合物的结构与性能进行了表征和研究。结果显示,噁二唑类衍生物分子结构对其热稳定性和分子的能级结构明显产生影响,分子中π电子共轭程度提高可有效地提高电子亲和势,分子极性和分子共轭度提高均有利于提高噁二唑衍生物(4c)的热稳定性。

非织造多孔丝素蛋白/纳米羟基磷灰石复合支架材料的制备和表征

采用水刺法制备了多孔丝素蛋白(SF)支架,通过原位矿化法制备了纳米羟基磷灰石(HAP)/丝素蛋白复合材料。HAP呈现均匀棒状结构,而没有丝素蛋白支架时HAP仅形成颗粒状结构,这表明蛋白支架可诱导HAP形成均匀棒状结构,这可能是源于丝素蛋白中羧基和溶液中Ca2+的静电作用;丝素蛋白支架起到了复合材料基材和HAP原位生长的高分子模板双重作用。采用红外光谱、X射线衍射和力学性能测试对复合材料的结构性能进行了表征,红外谱图表明,HAP中的PO3-4与SF中的—NH2存在强烈的氢键相互作用,而X射线衍射图谱则表明复合材料中SF的保持了β折叠结构和结晶性能,使得复合材料具有良好的力学性能和多孔性能,有利于成骨细胞在支架上的增殖,同时,该方法制备的复合材料力学性能好,可大面积制备,成本低、制备方便,易于实现工业化,可望广泛用于骨修复支架材料。

反相微乳液水热法自组装LaF_3纳米晶制备新型一维LaF_3纳米链

采用反相微乳液水热法自组装LaF3纳米晶成功制备了新型的一维LaF3纳米链(1),其结构和性能经XRD,TEM,HR-TEM和XPS表征。结果表明:1由粒径为30 nm^40 nm的纳米晶背靠背连接而成,单个纳米晶结晶良好,连接处既有晶态也有非晶态。提出了纳米晶自组装成纳米链的可能机理。

β-双酮三苯基膦混配铜(Ⅰ)配合物的合成、晶体结构及荧光性质

按文献方法合成了9-丁基-3-(4,4,4-三氟-1,3-丁二酮基)咔唑(L),以L和三苯基膦为配体与硝酸铜、铜粉反应制备了具有荧光活性的铜(Ⅰ)配合物。利用红外光谱和元素分析表征了配合物的组成。通过单晶X射线衍射分析确定了该配合物的晶体结构,晶体属于单斜晶系,P21/c空间群。晶胞参数:a=1.642 8(5)nm,b=1.043 4(5)nm,c=2.800 1(5)nm,V=4.800(3)nm3,Z=4,Dc=1.313 Mg/m3,R[I>2σ(I)],R1=0.050 1,wR2=0.080 8。该配合物的分子中,β-二酮配体L的2个O原子和三苯基膦配体的P原子参与配位,Cu(Ⅰ)处于畸变四面体配位中心。初步研究了Cu(Ⅰ)配合物的发光性质,配合物在二氯甲烷溶液中有很强的荧光发射。

水热法制备BaO-Nd_2O_3-TiO_2系纳米粉体

采用水热法制备了BaO-Nd2O3-TiO2(BNT)系纳米粉体。在KOH碱性溶液中,以TiCl4,BaCl2和Nd(NO3)3为反应物,先制备出BaO-Nd2O3-TiO2(BNT)凝胶前驱体,再经低温水热处理,得到BNT系纳米粉体。产物通过XRD、IR、TEM等手段进行测试分析,结果表明:该法获得的BNT系纳米粉体为立方相结构,稀土元素掺杂均匀,产物粒径小,分散度高。讨论了BNT系纳米粉体的形成机理,发现凝胶前驱体的存在有利于BNT系纳米粉体的成功制备。

《材料科学导论》的与时俱进

对材料科学导论的教学内容和教学方法进行了全面诠释,与时俱进地调整和优化了教学重难点,主旨是紧跟日新月异层出不穷的新材料,使晦涩理论变得形象生动。同时,发挥学生的能动性,将经典的基础理论和前沿的新型材料密切结合起来,为将来学生设计材料和制备材料提供帮助。

煤基固废中稀土元素的分布及赋存

对来自不同地区的煤泥、粉煤灰、气化渣以及煤矸石常见的四种煤基固废样品进行了X射线荧光光谱仪(XRF)、XRD以及四种煤基固废样品中稀土元素含量的分析。通过检测分析可知,在四种煤基固废样品中主要组成成分都为硅铝氧化物,粉煤灰中的硅铝氧化物含量最高,占总质量的70%以上,通过XRD的分析可知,煤泥、煤矸石中主要矿物为高岭石(Al_(2)O_(3)·2SiO_(2)·2H_(2)O)和石英(SiO_(2)),气化渣主要矿物为石英(SiO_(2))、粉煤灰的主要矿物为莫来石(3Al_(2)O_(3)·2SiO_(2))和石英(SiO_(2))。在四种煤基固废中粉煤灰中稀土元素的含量也是最高的,高达400μg/g以上,并选取粉煤灰和矸石样品为代表,进行稀土元素和硅铝矿物结合状态的研究。

生态材料——保护人类健康及生存环境的新兴材料(综述)

材料和能源的大量消耗造成了全球范围内的环境的迅速恶化,严重威胁了人类自身的健康。针对这一现状和材料产业的发展趋势,生态材料概念被提出,即那些具有良好使用性能或功能,并对资源和能源消耗少,对生态与环境污染小,再生利用率高或可降解循环利用,在制备、使用、废弃直到再生循环利用的整个过程中,都与环境协调共存的一大类材料,是具有保护人类健康及环境保护功能的一类新兴材料。本文分析了生态材料研究的基本思想、主要研究内容和目前研究进展,并介绍了生态材料的评价体系与方法。

徽州牌坊石材表面污染物清洗材料及其清洗效果评价

本文主要针对徽州牌坊石材在人为保护过程中使用的B72树脂老化产物,利用化学清洗方法,根据相似相溶原理,设计清洗配方对老化产物进行清洗。通过实验室设备模拟B72树脂在自然环境中的紫外老化情况,使用配制的清洗配方对老化产物进行清洗。经过清洗的石块表面纹理明显可见,并且已无B72树脂的光泽;石块表面污染物被清洗除尽,同时清洗前后色差变化不大,能达到实验要求。实验结果表明,使用配制的清洗配方具有较好清洗效果。

改性聚苯胺助力碳基超级电容器电解液

利用翡翠盐聚苯胺上的苯胺阳离子与氢离子结合发生氧化还原反应,将聚苯胺作为碳基超级电容器的电解液添加剂。将羟基基团引入到聚苯胺长链中,羟基作为极性强的亲水基团,其强的分子间作用力可以有效结合电子,从而加快氧化还原反应的进程。傅里叶红外光谱分析(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)的测试结果表明,改性后的聚苯胺富含羟基基团。通过对样品进行接触角测试,显示羟基改性后的聚苯胺亲水性有极大改善。电化学测试结果表明,体系的电化学性能有显著提升。三电极测试结果显示在1 A·g^(-1)的电流密度下,比电容从134 F·g^(-1)增大到250 F·g^(-1),增幅接近原来的2倍。在功率密度为500 W·kg^(-1),二电极体系测试的能量密度更是高达41.47 Wh·kg^(-1)。

巯基丙酸修饰的硒化镉量子点检测银离子

通过水热法合成稳定的巯基丙酸修饰的水溶性硒化镉(MPA-CdSe)量子点,作为荧光探针检测水溶液中的银离子。该量子点对银离子表现出选择性荧光增强效应,并对其他共存的金属离子有很好的抗干扰性能。量子点的荧光增强与所加银离子浓度之间在0.1~1.2μM范围内呈现很好的线性关系,对银离子的检测灵敏度很高,检测限达到9.9nM。在实际水样中该方法对银离子检测的回收率为95%~120%,说明MPA-CdSe可以应用于实际水样中对银离子的检测。

席夫碱修饰的α-氰基二苯乙烯荧光液晶材料的合成与发光性质

为获得高效的发光液晶材料,将席夫碱结构单元引入α-氰基二苯乙烯体系,合成了(Z)-2-(4-((E)-4-丁氧基-2-羟基苯乙烯氨基)苯基)-3-(4-丁氧基苯基)丙烯腈(BHPA)。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱,研究其聚集诱导发光增强(AIEE)性质;利用热重分析(TGA)、差示量热扫描(DSC)、偏光显微镜(POM)研究其热力学性质和液晶性质。结果表明,BHPA是具有AIEE特性的发光液晶材料,取向的BHPA膜具有发光各向异性,其线偏振度约为0.41。

水性聚氨酯端基的测定与预聚体分散扩链反应研究

采用预聚体分散工艺,以不同工艺条件合成了一系列水性聚氨酯样品。用茚三酮作为显色剂使水性聚氨酯样品中的伯胺显色,采用可见光谱测定显色样品在560 nm处的特征吸收,定量分析水性聚氨酯样品的伯胺含量,从而研究不同工艺条件下的二胺扩链效率。