【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312087
针对在“化工原理”教学活动中所面临的学生“难理解、难应用、难坚持”三难痛点,教学团队基于OBE教学理念,“多维度、全方位”丰富理论教学体系,“夯基础、强实践”培养化学工程思维,“多项目、众主体”合理化教学评价,在摸索中推进了“化工原理”课程教学改革创新,有效强化了学生的创新能力、实践能力与工程思维,团队教师在推进教学创新改革的同时,积极参与教学研究、参加各项教学赛事,教学能力得到有效提升。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240435
为探讨普鲁士蓝纳米粒子(Prussian blue nanoparticles,PB NPs)对宫颈癌细胞(HeLa细胞)的光热毒性及其机制,本研究合成了尺寸均一、分散性好的PB NPs,以HeLa细胞为实验对象,采用MTT、激光共聚焦、流式细胞术等技术,分别检测了PB NPs对HeLa细胞存活率、细胞膜通透性、细胞凋亡、细胞周期阻滞及活性氧(ROS)生成的影响。MTT实验结果显示,PB NPs可抑制HeLa细胞增殖,并具有浓度依赖性和激光功率依赖性,50 μg·mL-1的PB NPs在功率密度为0.2 W·cm-2的808 nm激光下可使HeLa细胞存活率降至24.2%;台盼蓝染色、Calcein-AM与PI双染色激光共聚焦实验结果显示PB NPs的光热细胞毒性主要体现在增加细胞膜的通透性;Annexin V-FITC流式细胞术结果显示PB NPs能够诱导HeLa细胞凋亡;DCFH-DA荧光实验和流式细胞实验结果显示20 μg·mL-1的PB NPs在0.3 W·cm-2功率密度的808 nm激光下可使HeLa细胞内ROS表达量上升11.5倍,并使细胞周期在G2/M期发生阻滞。以上结果提示PB NPs对HeLa细胞的光热毒性效应是通过增加细胞膜的通透性、细胞周期阻滞、增加ROS生成和诱导细胞凋亡实现的。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250221
In this study, sawdust served as a carbon source and urea as a nitrogen source to synthesize carbon- supported, nitrogen-doped TiO2 composites via a one-pot solvothermal method. The composites were characterized using FTIR, powder X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy, thermogravimetry-derivative thermogravimetry, scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy, and transmission electron microscopy. Results indicated that all synthesized composites exhibit the anatase phase, with those calcined at 800 ℃ demonstrating enhanced crystallinity. Nitrogen is incorporated into the TiO2 lattice, while carbon is predominantly located on the surface. Photodegradation experiments showed that 20 mg of composite N-TiO2/C-800 achieved degradation rates of 93.4% for methylene blue (20 mg·L-1, 50 mL) and 99.4% for oxytetracycline (20 mg·L-1, 50 mL) within 30 min. Free radical capture experiments indicated that h+ was the primary active species in the photocatalytic degradation process.
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230398
利用溶胶凝胶法制备出一种三角形Au@TiO2核壳材料。经过水热晶化,该材料膨胀至300 nm,壳层TiO2晶化为介孔锐钛矿相,但核心三角形Au颗粒的形貌保持不变。采用粉末X射线衍射(PXRD)、ζ电位、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、热重分析(TGA)、光致发光(PL)光谱、光电流(i-t)以及光催化降解技术,对样品的结构和性能进行了系统、详细的检测与分析。经过晶化处理的Au@TiO2在可见光波段的光降解亚甲蓝性能比未晶化时有了显著的提升, 1 mg·mL-1 Au@c-TiO2可以在可见光照射1 h后实现对60 mg·L-1亚甲蓝全降解。电子顺磁共振(EPR)测试表明·O2-和·OH两种自由基对光降解起到了很大作用。通过综合分析实验结果和时域有限差分(FDTD)分析,探究了催化反应的机理。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240194
通过在普鲁士蓝(PB)中引入CuO2,得到具有H2O2自供的光热增强类酶活性的多功能纳米材料CuO2/PB。其在模拟肿瘤微环境(TME)中能够产生H2O2,消耗谷胱甘肽(GSH),并在近红外光照射下进一步增强羟基自由基(·OH)的生成与GSH的消耗。此外,小鼠实验证明CuO2/PB能够用于T2-磁共振成像引导下的肿瘤治疗,在14 d的治疗周期内,结合近红外光照射对肿瘤有明显的抑制作用,实现了光热治疗协同H2O2自供的催化治疗。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405095
化学国家级实验教学示范中心(复旦大学),把培养一流本科生作为坚定目标和不懈追求,广泛吸收国内外先进的教育教学理念,聚焦国家社会对人才的需求,增强课程体系化建设,深化内涵,拓展外延,经过多年教学探索、建设和实践了“认知体验-固本强基-前沿创新”的进阶化学实验课程体系。在国家“教育数字化”战略发展方向,持续推进数字化教育资源,践行创新培养,优化和强化示范平台建设,实现中心的可持续发展。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202601047
在化学、材料科学等前沿领域,定性定量分析技术已成为驱动学科发展和提升科研与工程实践水平的关键。仪器分析实验,正是培养学生掌握这门跨学科“通用语言”的核心环节。然而,传统仪器分析实验多侧重于原理认知与基础操作,与科研和工程实践存在显著差距,难以有效支撑实践型人才的培养目标。针对这一教学痛点,开展仪器分析实验的教学改革显得尤为重要,这是打破课堂教学与真实实践之间壁垒、系统构建两者有效衔接桥梁的关键。因此,本文以“实践育人”理念为指导,引入真实场景设计了一个开放探究型仪器分析实验项目——市售膳食补充剂中微量元素的测定。该实验内容包含引导式预习、开放式讨论、探究式实验三部分。实验重点聚焦谱线干扰的应对和方法可靠性的探究,使学生理解谱线选择和方法质量监控对于微量元素分析的重要性,培养学生设计并建立一个面向实际应用的、科学完整的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测流程。教学实践结果表明,贴近生活的实验对象和未知的实验结果,极大提高了学生的学习兴趣,同时也提高了学生的思考能力、表达能力和实践能力。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202407012
当前高分子材料与工程专业本科生存在基础不扎实、创新能力不足、发展潜力未得到充分挖掘的问题。华南理工大学在高分子材料与工程专业2017版本科培养方案修订中,大幅提高“物理化学”“有机化学”等基础课程课时,优化实践环节和增加特色课程,构建了具有“厚基础、强能力、深潜质”特色的一流本科人才培养方案。结合工程教育认证要求及七年来的实践经验,我们还对培养方案进行了持续改进,在人才培养和专业建设方面取得显著成效。本文简要介绍该方案的修订和实践成效。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305021
通过实验和理论已经验证钴基氧化物是一种很有前景的析氧反应(OER)催化剂。然而,普通的钴基催化剂在酸性环境中非常不稳定,在酸性电解质中容易被腐蚀。因此,在目前的研究中,设计出能在强酸性条件下同时保持活性和稳定性的析氧催化剂是实现大规模工业制氢应用的一项重要挑战。因此,我们报道了通过在四氧化三钴的尖晶石晶格中引入锰(Mn)从而产生富含缺陷的催化剂(CoMn1O),它在酸性电解质中具有较长的使用寿命。我们利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和能量色散光谱(EDS)元素图研究了晶相结构和化学价态。在引入锰后,由于局部晶体结构的改变,产生了大量的缺陷。此外,随着锰含量的增加,可以观察到Co 2p光谱的红移,这表明Co的总价逐渐增加,形成了更稳定的Co―O键。此外,当Mn与Co的比例达到1(CoMn1O)时,目标催化剂表现出良好的OER活性,在10和50 mA∙cm−2时,过电位分别为415和552 mV。详细的物理表征和电化学测试表明,CoMn1O比不含锰的Co3O4(CoMn0O)能稳定4倍以上的时间。这可以归因于锰的引入调节了Co的电子密度偏向O,从而形成更稳定的Co―O键。Mn可以通过延缓Co活性位点的氧化速率来促进酸性氧的进化,并进一步提升稳定性。密度泛函理论(DFT)计算进一步分析了CoMn1O和CoMn0O的电子结构。与CoMn0O相比,CoMn1O中Co 3d的d带中心(εd)向费米能级(EF)移动。这表明CoMn1O通过加强与OER中间物的键合作用从而降低了反应能垒。本研究为设计非贵金属电催化剂实现高效稳定的酸性析氧提供有前景的策略。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412016
中山大学药学院坚持以“立德树人”为根本任务,以培养复合型药学创新人才为目标,结合药学学科发展现状,以学生发展为中心,积极融入新医科建设。强化以化学、医学和生物学为基础的本科人才培养体系,深入推进课程体系建设和一流课程建设,构建“三全育人”和“五育并举”的新发展格局,全面推进以交叉融合为特征的创新型药学拔尖人才培养,努力培养具有深厚理论基础、优秀科学素养、卓越创新能力和宽广国际视野的药学精英人才。
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