“化”说国漆——普漆中化学,传漆艺非遗
王映贤, 苏田野, 沈利苗, 高金苹, 武庆贺
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312015
漆在中国数千年的使用沉淀出独特的漆艺文化。这里的“漆”是指大漆,从漆树中采集,主要成分漆酚通过化学反应形成漆膜,漆膜具有防潮、耐高温、耐酸碱等优良性质。大漆与色粉混合可以调制出光彩照人的色漆,被广泛地应用于髹饰、设备防腐和文物修复等。将科学与文化相结合,普漆中化学,传漆艺非遗,本文从化学的视角出发,介绍大漆中的化学成分和性质,从漆酚到漆膜发生的化学反应,设计一系列科普实验验证什么是大漆及其优良性质,让科普对象深切体会化学无处不在、化学的重要应用;介绍漆的发展历程,增加中小学生动手参与漆器制作和漆画绘制等梯度科普环节,锻炼青少年的动手能力,传递漆文化与漆艺人的工匠精神。通过糅合漆艺和化学,使科普对象领略到漆艺之美,认识到化学在漆中的重要作用,激发对化学的兴趣,从而达到弘扬漆艺非遗文化和传播化学科学知识的目的。
关键词: 大漆, 漆酚, 化学漆, 非遗, 科普实验
乙醇溶剂热法制备杨絮衍生多孔碳及其吸附性能
丁佩佩, 段晶莹, 徐浩然, 方馨茹, 刘星雨, 闫俊涛, 王春蕾
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250370
以杨絮(PC)为原料,采用乙醇溶剂热法对其进行预处理,再进行碳化,制备了高比表面积的杨絮衍生多孔碳(DPCC),并研究了其对染料的吸附性能及动力学性能。通过单因素实验优化工艺参数,确定最佳预处理条件(液固比为17 mL·g-1、200 ℃处理2 h),在此条件下制备的DPCC-10比表面积达到518 m2·g-1。结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附测试等表征手段,证实预处理过程能够有效去除木质素和半纤维素等,形成丰富的多级孔道结构。吸附实验表明,DPCC-10对亚甲蓝(MB)的最大吸附量达到385.71 mg·g-1,优于多数报道的生物质衍生吸附剂。DPCC-10对染料的吸附过程满足准二级动力学方程,表明该吸附以化学吸附为主。经过4次吸附-脱附循环后,DPCC-10对MB的吸附容量仍保持初始值的92.01%,表明材料具有优异的可再生性能。
关键词: 杨絮, 生物质多孔碳, 吸附, 动力学
基于STEAM教育理念“化-史-艺融合教学”在化学类通识课程中的运用——以文物系统性保护和弘扬为例
吴佳琳, 蒋子璇, 章鹏飞, 徐伟明
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412055
文物作为文化和自然遗产的一部分,对建设中国式现代化具有积极意义。其系统性保护涉及化学化工、材料科学、检测分析、历史考古、美术鉴赏等学科领域,其弘扬和传承与强调科学、技术、工程、艺术与数学等学科交叉融合的STEAM教育理念相一致。鉴于此,本文以出水陶瓷、出土青铜和再现壁绘为切入点,通过化学-历史-艺术融合教学的模式,让学生在文物系统性保护的实际过程中,先了解相关化学知识,串联传统文物系统性保护中蕴含的历史知识与艺术价值开展教学,提升学生对中华传统文物的了解和对中华文化的归属感,增强学生科技和文化自信,从而培养学生的综合素质和能力。
关键词: 文化和自然遗产, 文物系统性保护, STEAM教育理念, 化学-历史-艺术融合教学, 科技文化自信
一场与酸菜的味觉之旅
李姝慧, 王静, 唐海涛, 潘英明
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404061
酸菜,又称泡菜、渍菜,是一种传统的发酵食品,因具有独特的风味和丰富的营养价值受到广大消费者的喜爱。本文将以第一人称的方式讲述酸菜的成分、口感、制备工艺以及其中蕴含的化学原理,文中还谈及食用酸菜对人体的影响以及食用建议,旨在宣传中国传统美食文化和发酵这一传统工艺,提升人们的食品安全意识和健康饮食观念,培养学生的科学素养和实践能力,让更多的人了解化学、热爱化学。
关键词: 酸菜, 发酵, 制作酸菜工艺, 组胺, 亚硝酸盐
一颗医学“新星”MPI的崛起之路
羊福美, 白雨欣, 张珍, 罗佳, 苟永宸, 彭明丽, 贾广, 樊海明
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202507006
磁粒子成像(MPI)作为一项新兴的分子影像技术,凭借独特的成像原理,高空间灵敏度,无电离辐射安全性,以及高时间分辨成像等特点,在临床前医学应用尤其在干细胞追踪和免疫治疗上展现出巨大的发展潜力。本文以第一人称的视角,向读者介绍MPI的发展历程、技术原理、临床前应用进展以及面临的挑战与未来展望,旨在向读者全面呈现这一科技新起之秀在医学领域的重要价值和发展前景。
关键词: 磁粒子成像, 分子影像, 临床前应用, 科普
“综合+探究”式、模块化分析化学实验教学——“一生一方案”,因材施教实验教学法
姚奇志, 金谷, 朱平平
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309071
围绕以学生发展为中心的创新人才培养目标,我们在多年持续教改和探索基础上,提出了“综合+探究”式、模块化分析化学实验教学。要求学生在完成既定的综合实验基础上,针对实验过程中发现的问题,自主设计探究方案,进行个性化实验探究;同时,将研究生组会研讨模式融入到本科生实验教学中,增设方案答辩环节,实现“一生一方案”的教学。该教学方法实施以来,成效显著,不仅激发了学生学习兴趣和实验潜能,锻炼了实验思维和知识运用能力等综合实践能力,而且开启了对求异思辨、创新能力的培养,教学模式得到普遍欢迎和首肯。
关键词: 多层次分析化学实验, 模块化教学, 自主设计和探究, 一生一方案, 因材施教
Aldol缩合-水解“一锅”法制备反式肉桂酸——推荐一个改进的有机合成实验
常煜琨, 黄昊秦, 王宝雷
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309095
肉桂酸是一种重要的有机合成中间体以及精细化工原料,广泛应用于多个领域。肉桂酸制备是本科生有机化学实验教学中的重要内容之一,常按照经典的以苯甲醛和乙酸酐为原料、醋酸钾/碳酸钾为催化剂的Perkin反应来进行。本文提出了一种新的方法——Aldol缩合-水解法,用于制备反式肉桂酸。该法以苯甲醛、乙酸乙酯和叔丁醇钾为原料进行反应,再以“一锅”的方式依次进行蒸馏、加碱水解、蒸馏和酸化即得反式肉桂酸纯品,具有原料/试剂廉价易得、用量少、实验装置简单、能耗小、操作便捷、产率高、耗时较短和环境污染小等优点,非常值得推荐用于本科生实验教学,更有利于对学生在掌握多方面基础理论知识和实验技能的同时,拓展便捷高效合成有机物的创新思维和提高节能环保意识等综合素质的培养。
关键词: 反式肉桂酸, 苯甲醛, 乙酸乙酯, 叔丁醇钾, “一锅”合成
Constructing a one-dimensional Cu-coordination polymer-based cathode material for Li-ion batteries
Qingyan JIANG, Yanyong SHA, Chen CHEN, Xiaojuan CHEN, Wenlong LIU, Hao HUANG, Hongjiang LIU, Qi LIU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240004
A novel one-dimensional (1D) polycarbonyl coordination polymer [Cu(BGPD)(DMA)(H2O)]·DMA (named Cu-BD, H2BGPD=N, N′-bis(glycinyl)pyromellitic diimide; DMA=dimethylacetamide) was synthesized, and evaluated as a cathode material for lithium - ion batteries (LIBs) for the first time. The electrochemical performance study revealed that the Cu-BD cathode exhibited better cycling stability and a specific capacity of 50 mAh·g-1 after 100 cycles at a current density of 50 mA·g-1. The study of the reaction mechanism for the Cu-BD electrode discloses that both BGPD2- ligands and Cu(Ⅱ) ions may take part in the electron-transfer process during charging and discharging.
关键词: Cu(Ⅱ), coordination polymer, carbonyl compound, lithium-ion battery, electrode material
La、Yb掺杂AlN的光电特性和磁性的第一性原理研究
熊鑫, 陈茜, 谢泉
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240064
为了探索AlN在光电器件的潜在应用,基于密度泛函理论,采用第一性原理计算了本征AlN和稀土元素La、Yb掺杂AlN体系的光电特性和磁性。计算结果表明:本征AlN的带隙为6.060 eV。掺入La和Yb后都在导带底产生了杂质能级,使得电子从价带到导带所需的激发能量更低,有利于光学跃迁,从而改善AlN的光学性能。Yb掺杂后自旋向上和自旋向下的价带发生了劈裂,说明Yb掺杂后产生了磁性。La、Yb替位掺杂AlN后,光吸收带边向左往低能方向移动,发生了红移现象。掺杂La和Yb后AlN体系的静态介电常数由4.63分别增大为5.14、280.44,说明掺杂之后增强了体系耐高压特性;静态折射率则由2.12分别增大为2.26、17.06,改善了AlN的光学性质。
关键词: AlN, 第一性原理, 稀土掺杂, 光电特性, 磁性
一种锌配合物用于炭疽生物标志物的检测
唐晓巍, 肖世全, 孙靖文, 朱玉, 陈晓婷, 张海燕
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240173
采用溶剂热合成方法,合成了一种新型金属配位聚合物{[Zn2(L)(H2O)(DMA)]·DMA·2.3H2O}n (1),其中L4-为完全脱去质子的N,N'-二(4-羧基苄基)-5-氨基间苯二甲酸,DMA为N,N-二甲基乙酰胺。单晶X射线衍射结果显示,该配合物属于三斜晶系,空间群为P1,a=0.989 6(5) nm,b=1.370 5(5) nm,c=1.382 1(5) nm,α=80.067(5)°,β=76.729(5)°,γ=76.611(5)°,结构是由二维金属有机层通过π…π相互作用而扩展成的三维超分子骨架。红外光谱验证了锌离子与L4-配体成功配位。粉末X射线衍射(PXRD)实验证实了配合物1具有较高的纯度。热重分析结果显示配合物1在室温至416.9 ℃区间内具有较好的热稳定性。在273 nm的激发光下,配合物1在437 nm处有较强的荧光发射,可以在30 s内快速检测乙醇溶液中的炭疽生物标志物——吡啶-2,6-二甲酸,具有选择性高、抗干扰能力强、检测限低(约为15 μmol·L-1)等特点。结合PXRD图和紫外可见吸收光谱揭示了其检测机理为晶体骨架坍塌而诱导的荧光猝灭。
关键词: 配位聚合物, 溶剂热合成, 晶体结构, 炭疽, 吡啶-2,6-二甲酸, 生物标志物, 荧光传感

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