虚拟仿真实验在化学化工教学中的应用与探索

对虚拟仿真实验教学的意义,国内外仿真实验建设及应用情况进行综述,并分析了目前仿真存在的问题及解决方法,指出仿真实验的发展方向,为探索开发更好的仿真实验室及仿真软件提供综合信息.

钴配位聚合物的晶体、电化学和对EY^(2-)的荧光淬灭性能

以单核钴配位聚合物[Co(dmgH)(dmgH_2)Cl_2](1)为合成中间体,以4,4′-联吡啶(4,4′-bipy)为桥联配体,并加少量的乙二胺调节pH,进行水热合成得到一个新的二维网状配聚物[Co_(1.5)(4,4’-bipy)·(dmgH_2)_(1.5)·(H_2O)]_n·(en)_n·(13H_2O)_n(2),X射线单晶衍射分析结果表明,该配聚物属正交晶系,Pbcn空间群(60号空间群).晶胞参数为:a=2.546 30(8)nm,b=1.591 56(6)nm,c=1.636 22(5)nm;α=90.00°,β=90.00°,γ=90.00°,V=6.630 9(4)nm_3,Z=4,F(000)=2 812.00.晶体结构分析表明,配聚物Co(Ⅲ)中心离子为六配位扭曲的八面体构型,通过4,4-联吡啶的N原子桥联成二维网状结构,二维网状结构通过苯环之间弱的π-π作用力堆积成三维固态结构.循环伏安和荧光淬灭实验表明,该化合物具有较低的氧化还原电位,并对曙红Y(EY^(2-))具有很强的荧光淬灭作用,可作为潜在的光化学还原催化剂用于光催化分解水制氢.

铋/石墨烯/Nafion复合膜修饰玻碳电极检测煤矸石中的镉和铅

通过滴涂法在玻碳电极(GCE)表面修饰一层多孔中空的石墨烯(GN)/Nafion(全氟代磺酸脂,NA)薄膜,然后通过电化学沉积法在GN/NA修饰的GCE表面富集Bi成功制备出铋/石墨烯/NA复合膜修饰玻碳电极(Bi/GN/NA/GCE),将所制备的Bi/GN/NA/GCE采用方波阳极溶出伏安法(SWASV)原位同时检测煤矸石中 Cd^(2+)和Pb 2+离子,结果表明在优化实验条件下,修饰电极具有较宽的线性工作范围( Cd^(2+)和Pb 2+均为0.1~50μg·L^(-1)),良好的检测限( Cd^(2+)为0.08μg·L^(-1),Pb 2+为0.03μg·L^(-1)),样品加标回收率( Cd^(2+)为101.7%,Pb^(2+)为102.1%),且重现性好。本工作为煤矸石中重金属的检测提供了一种快速便捷方法。

铬酸酐电催化合成过程阳极稳定性与析气效应研究

针对铬酸酐传统生产技术存在的高污染、高消耗、工艺落后等问题,研究了以重铬酸钾为原料,电催化合成铬酸酐绿色新技术。循环伏安法研究了阳极的电催化性能,扫描电镜分析了表面形貌。结果表明,自制钌/铱/钛氧化物复合阳极在阳极电解液中具有较低的析氧过电位和稳定的高催化活性。实验测得不同反应条件下阴极析氢速率,建立了析氢速率和析氢量随阳极液重铬酸钾初始浓度、反应温度及反应时间变化的数学模型,指出阴极析氢速率可用于定量表征铬酸酐电催化反应进程,讨论了析氢速率和析氢量的影响因素。

乙酸乙酯制备演示实验的新设计

针对现行中学化学教材酯化反应演示实验存在的一些不足,依据教材实验的原理和内容不变,遵照演示实验的科学性、可行性、安全性、装置的简约性等原则,采用乙酸和乙醇的液相、蒸气相二次酯化,加入分子筛做脱水剂和蒸气相酯化反应的催化剂,反应物乙酸过量等措施改进演示实验。改进后的演示实验克服了现行教材上演示实验的不足,使实验现象明显、耗时短,有助于活跃课堂气氛,激发学生学习化学的兴趣,加深对酯化反应的理解。

分子筛固定床脱水合成N-(1-环己烯基)吗啉

以吗啉和环己酮为原料,采用分子筛固定床脱水,回流反应合成N-(1-环己烯基)吗啉。考察了催化剂、n(吗啉)∶n(环己酮)、对苯二酚、回流时间对实验结果的影响。实验结果表明,较佳的实验条件为:n(吗啉)∶n(环己酮)=4∶1、w(催化剂)=2.0%、w(对苯二酚)=0.1%、干燥剂为反应物质量的10%、回流反应2 h,产品收率可达95.0%以上,产品纯度98.7%。此工艺操作简便、产品收率高、分子筛固定床可连续循环使用、易于进行工业化生产。

基于两个钴(Ⅱ)配合物分子器件的光催化产氢性能及电子转移机理

本文以钴(II)配合物([Co(dmbpy)_(3)]Cl_(2)(dmbpy=4,4'-dimethyl-2,2'-联吡啶基)和有机染料罗丹明-6G(R-6G)及曙红Y(EY^(2-))合成了两个分子器件D1和D2,通过MS、^(1)HNMR、元素分析等手段目标分子器件的结构进行表征,并通过荧光光谱和循环伏安实验测试了其性能。然后,以目标分子器件为光催化剂,三乙胺(TEA)为牺牲剂,在体积比为1∶1的CH_(3)CN/H_(2)O溶液中,构建了均相的光催化产氢体系。在D2浓度为4×10^(-4)mol·L^(-1),TEA浓度为25%(V/V),pH为10.0的最佳产氢条件下,经过150min的可见光(λ>420 nm)照射,最大产氢量为205.5±9.5μmol(25TON,vs.D2)。此外,还通过荧光光谱实验和循环伏安实验简要讨论了本文所构建的产氢体系的电子转移机理。结果表明,本文所构建的产氢体系可能需要经历三个途径(A,B和C)来实现光催化产氢,而EY^(2-)-[b]-Co^(III)H是最重要的产氢中间体。

双核钴化合物分子催化剂光催化分解水析氢性能及机理研究

通过[Co(dmgH)(dmgH 2)Cl2]与4,4′-联吡啶反应合成了一种新的非贵金属双核钴化合物分子催化剂[Co 2(dmgH)4(μ-4,4′-bpy)Cl 2](1),并通过IR、1H NMR、CV、荧光等表征了其结构和性能。以1为光催化剂,曙红Y(EY 2-)为光敏剂,三乙醇胺(TEOA)为牺牲剂,在可见光(λ>420 nm)照射下,构建了一种有效的均相光催化体系。在目标催化剂1的浓度为3.7×10^-4 mol·L^-1,EY 2-为4×10^-4 mol·L^-1,TEOA为20%(v/v),pH为10的最佳析氢条件下,光照2 h后,该体系的最大H 2产量为(1488.3±34.5)μmol((160.0±3.7)TON vs.1),析氢速率为(744.2±17.3)μmol·h-1。此外,本工作还简要地讨论了当前体系的光解水析氢机理,在所构建的析氢体系中,从激发态的1*EY^2-到Co催化中心的电子转移也被证实是热力学可行的过程。

溴乙烷消去反应演示实验的再改进

针对现行教材中溴乙烷消去反应演示实验存在耗时长、实验现象不够明显等不足，依据演示实验的原理，设计了演示实验的装置，采用强碱氢氧化钾、气（蒸气）-液反应的方式、高于溴乙烷沸点的反应温度以及用酸性高锰酸钾溶液润湿的棉团检验烯烃等措施，改进该演示实验。改进后的演示实验，反应速率快、反应完成的程度高、实验现象明显、装置简单、操作方便、易于推广。

果胶季铵盐衍生物的合成、表征及抗菌活性

以果胶为载体,用二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵为反应活性抗菌单体制备果胶季铵盐衍生物,利用果胶与有机硅季铵盐的交联反应,给果胶分子表面固载抗菌基团,为扩大果胶的应用范围开辟新的途径。用红外光谱、1H NMR、Zeta电位仪和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征,用悬菌定量实验研究了其抗菌性能。结果表明:二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵通过化学键可以固载到果胶表面形成果胶季铵盐衍生物;自制橘皮果胶的零电位为pH≈3.4,而所制备的果胶季铵盐衍生物的零电位则为pH≈8.2,在果胶分子中引入季铵基团致其零电位显著提高;所制备的果胶季铵盐衍生物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌与白色念珠菌均有良好的杀菌作用,接触30 min的杀菌率均为99.99%。用此方法能够制备出具有良好抗菌活性的果胶季铵盐衍生物抗菌材料,可以为拓展果胶的使用范围、提高其经济效益提供参考。

活性白土催化乙醇脱水制备乙烯的实验探究

针对浓硫酸催化乙醇脱水反应制备乙烯的实验存在副反应多、耗时长等问题，对其反应机理进行分析。通过浓硫酸和分子筛催化乙醇脱水反应两种机理的比较，得出后者制备乙烯可获得较佳的效果。试验以廉价、易得的活性白土-石棉代替分子筛作催化剂催化乙醇脱水制备乙烯。结果表明，方法可行、操作方便、反应速率快、绿色环保、催化剂可循环使用，在适当的实验条件下，乙烯的转化率达93％。

现代科技与环保教学中引入创新精神的几点思考

现代科技与环保是一门研究现代科技与环保产业关系的环境专业基础课程,在学习中重点引入创新精神的概念,并运用创新理念以科技促环保的成功产业案例进行重点解读,对于培养大学生尤其是环保专业学生的高度创新意识,激发学生在今后工作实践中注重以创新研究作为解决环境问题的切入点,具有十分重要的现实意义。

微视频技术在基础化学实验教学中的实践应用

以高校基础化学实验"从海带中提取碘""三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备"为例,分别探讨了微视频技术在化学基本操作实验和综合设计型实验中的具体应用;此外,举例说明利用Flash软件制作的虚拟微视频可以在仪器分析实验中清晰地再现仪器真实操作中的每一个步骤,弥补了学生在实验前无法实际操作仪器的不足。实践证明,微视频技术的应用,丰富了基础化学实验教学模式,增强了学生自主学习的能力和动手能力,提高了实验成功率和实验教学效果。

基于浊点提取悬铃木球叶中黄酮化合物的研究

采用微波辅助浊点提取悬铃木球叶中的黄酮类化合物。在单因素试验的基础上,以0. 6%吐温-80的乙醇溶液作为浊点萃取剂,通过响应面法确立悬铃木黄酮类化合物的优化提取工艺条件为:微波功率410W、提取时间7min、液料比49∶1 m L/g,实际测得黄酮平均得率1.480mg/g。分离纯化得到2个黄酮类化合物,经理化数据和波谱分析确定,化合物1为3,5,7-三羟基黄酮,分子式为C15H10O5;化合物2为山奈酚,分子式为C15H10O6。

重铬酸钾电催化合成反应过程阳极稳定性及析气效应研究

针对重铬酸钾传统生产技术存在的高污染、高消耗等问题,研究了电催化合成重铬酸钾绿色新技术。实验研究了自制钌/铱/钛氧化物复合阳极的电催化性能,表征了电极表面形貌。结果表明,该阳极在铬酸钾溶液中具有较低的析氧电位和稳定的高催化活性。实验测得不同反应条件下的阴极析氢速率,建立了析氢速率和析氢量随阳极液铬酸钾初始浓度、反应温度及反应时间变化的数学模型,指出可用宏观测得的阴极析氢量定量表征重铬酸钾电催化反应进程,并讨论了析氢速率和析氢量的影响因素。

N-(1-环己烯基)吗啉制备实验的改进

实验教材上以吗啉和环己酮为原料,对甲基苯磺酸为催化剂,甲苯作带水剂,通过缩合反应制备N-(1-环己烯基)吗啉。实验存在着耗时长、易造成实验室内有毒气体甲苯含量高、产品色泽深和收率低(小于60%)等不足。依据实验的目的、原理、内容不变的原则,采用n吗啉/n环己酮为1.6,预缩合反应1 h后加入共沸剂,反应加入对苯二酚,环己烷作共沸剂,分馏提纯产品等措施进行改进实验。改进后的实验,反应时间缩短了1 h、室内空气环境友好、产品近乎无色、收率可达80%以上。