地方本科院校无机化学全教学实践与探索
郭海洋, 朱龙凤, 钟伟, 朱连文, 李蕾
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411016
构建全英文课程体系对于培育具备全球视野的人才具有重大意义,它是推进教育国际化的关键环节。在全球化进程和教育政策的引领下,本项研究着眼于地方本科院校在全英文无机化学课程教学中面临的挑战,进行了深入的实践探索。研究详尽介绍了具体的实施策略及其成效,涵盖了课程概述、教学目标、教学内容、教学资源、教学方法、教师团队、课程思政以及教学效果等8个关键领域,归纳并提炼了无机化学全英文课程建设的特色与创新点,旨在为国内相似课程的建设提供参考和启示。
关键词: 地方本科院校, 无机化学, 全英教学
二维单层BiOI纳米片的晶格热导率与声子输运机制
谢欢欢, 宋英, 李磊
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240281
针对二维单层BiOI纳米片的晶格热导率及其声子输运性质进行了深入探究。通过结合第一性原理计算和玻尔兹曼输运理论,系统地分析了单层BiOI纳米片在不同温度下的声子群速度、格林艾森参数、三声子散射率和散射相空间等关键物理量。计算结果显示,单层BiOI纳米片在室温下的本征晶格热导率约为4.71 W·m-1·K-1,当温度升高至800 K时,其热导率显著降低至1.74 W·m-1·K-1。面外声学支(ZA)、横向声学支(TA)和纵向声学支(LA)声子模式在所研究的温度范围内对晶格热导率的贡献几乎相等。低晶格热导率的物理根源归结于低声子群速度、强烈的声子-声子散射过程以及较低的德拜温度。此外,还探讨了单层BiOI纳米片的电子结构,确认了其具有半导体特性,并且间接带隙约为2.16 eV。
关键词: 单层BiOI纳米片, 晶格热导率, 声子输运, 第一性原理计算
镍钒水滑石电极用于可放大电催化5-羟甲基糠醛氧化耦合产氢
李美然, 宋英, 万鑫, 李洋, 罗毅奇, 贺业亨, 夏博文, 周华, 邵明飞
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202306007
可再生能源驱动的电催化水裂解是获取绿氢的重要途径,但受到缓慢的阳极析氧反应(OER)限制。使用热力学有利的5-羟甲基糠醛氧化反应(HMFOR)代替OER的电解水制氢耦合氧化策略提供了一种降低制氢能耗的有效策略,同时可以生产高附加值的有机含氧化合物,如2, 5-呋喃二甲酸(FDCA)。在该领域,大量工作集中于催化剂工程以获得更好的催化活性和产物选择性。然而,很少有研究关注到5-羟甲基糠醛(HMF)的规模化氧化制备FDCA。为此,我们合成了一种镍钒水滑石(NiV-LDH)催化剂用于高效HMFOR,在1.52 V vs. RHE (可逆氢电极)下,电流密度100 mA∙cm−2时FDCA的法拉第效率高达94.6%。与OER相比,HMFOR将对应的氢气生产速率提高了两倍。作为概念验证,我们使用流动反应器展示了连续且可规模化的HMFOR,在10 A条件下,实现了94.8%的高HMF单程转化率和98.5%的高FDCA选择性。
关键词: 电催化水分解耦合制氢, 层状双金属氢氧化物, 5-羟甲基糠醛, 2,5-呋喃二甲酸
Synergistic nitrogen doping and carbon support in TiO2 for enhanced photocatalytic degradation of methylene blue and oxytetracycline
Ruru MA, Yingjie SONG, Yahui LI, Ermin ZHOU, Deqiang LI, Xiaojuan HUANG, Jun LI
【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.
关键词: N-TiO2/C, photocatalysis, visible light, methylene blue, oxytetracycline, degradation
微纳多级结构MoS2/Ni3S2@泡沫镍多孔复合光热材料的制备及其界面蒸发性能
李伟豪, 贾方舟, 宋英, 徐云松, 卢桂峰, 汪新智, 姚忠平
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250365
以泡沫镍(NF)为基底,并将其作为镍源,结合钼酸铵(钼源)和硫脲(硫源),通过水热法在NF骨架上原位生长出MoS2/Ni3S2@NF(MNS@NF)复合光热材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪对复合材料的结构和形貌进行了表征,并对复合光热材料的光吸收性能和界面蒸发性能进行了研究。结果表明,在模拟太阳光照(光照强度为1 kW·m-2)下,水热反应温度为200 ℃、反应时间为24 h的条件下合成的样品MNS@NF-200-24的光吸收率达到91.7%,其在去离子水中的界面蒸发速率达到2.846 kg·m-2·h-1,界面蒸发效率达到95.6%。此外,还测试了MNS@NF-200-24在模拟海水中的界面蒸发速率,蒸发1 h后速率达到2.360 kg·m-2·h-1,界面蒸发连续12 h后稳定在2.000 kg·m-2·h-1,宏观表面无结晶盐析出。蒸发冷凝得到的水达到世界卫生组织(WHO)与美国环境保护署(EPA)饮用水标准。
关键词: MoS2/Ni3S2@NF, 复合材料, 光热转换, 界面蒸发速率, 等效蒸发焓
表面物理化学线上线下“双螺旋”混合教学模式探索与实践
姚忠平, 王群, 宋英, 丛培琳, 张东杰, 王志江, 吴晓宏
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202505009
研究生“表面物理化学”课程集成线上MOOC和线下教学的优势,进行混合教学模式的探索与实践。建立了线上线下“双螺旋”混合教学模式,线上线下相互补充、紧密联系、协同作用助力教学;并且采用线上线下混合的考核评价方法,实现了过程性和终结性考核有机结合。教学实践证明,混合教学不仅促进了课程基础理论和知识点的有效强化和巩固提高,还助推课程知识的有效拓展和延伸。此外,还强化了学生创新思维和能力的锻炼和综合素养的提升。
关键词: 研究生慕课, 线上线下混合教学, 翻转课堂, 表面物理化学

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