非高分子专业院系的高分子课程群建设探索
王建川, 吴伟, 李存璞, 左赵宏, 谭陆西
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502095
本文针对重庆大学化学化工学院高分子课程教学困境,通过跨学院组建涵盖多领域的教学团队,构建包含前序课、核心课与拓展课的课程体系,并整合教学内容,创新教学方法,强化实践教学,设立项目制课程促进理论实践融合。改革成效显著,专业学生绩点大幅提升,教师队伍得到发展,专业在2023年重庆市普通高校本科专业监测获评A+。
关键词: 高分子课程群, 教学改革, 课程体系, 教学方法创新, 人才培养
一石三鸟:路易斯酸热诱导改性Li5FeO4
李孟修, 毛佳辉, 倪江锋, 李亮
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100189
铁酸锂(Li5FeO4)是一种极具前景的锂离子电池正极预锂化添加剂,但其易与空气中的二氧化碳和水分发生副反应而导致失效。针对这一问题,本研究提出了一种基于PF5热诱导改性的高效路易斯酸再生策略。该策略可有效去除Li5FeO4表面惰性杂质,并原位构建Li3PO4与LiF的复合包覆层。再生后的Li5FeO4表现出优异的分散性、空气稳定性和电解液界面相容性,能有效抑制浆料凝胶化和界面副反应。当添加1.5% (wt)再生Li5FeO4时,LiFePO4正极在200次循环后仍保持135.0 mAh g−1的容量和95.3%的保持率;而对照组(未添加Li5FeO4)仅保留113.7 mAh g−1容量(保持率92.2%)。该研究为Li5FeO4的实际应用提供了新思路,将在长循环锂离子电池领域获得广泛应用。
关键词: 锂离子电池, 正极预锂化, Li5FeO4, 路易斯酸, 再生
纳米石榴石固体电解质粉体在聚合物电解质中的均匀分散
吕寒梅, 陈昕, 孙麒富, 赵宁, 郭向欣
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305016
固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质的热稳定性和高离子电导率的优点,在固态电池规模化制造中具有良好的应用前景。然而,由于纳米固体电解质粉体的表面能高、与有机物的界面兼容性差,导致纳米锂镧锆氧颗粒在聚合物基体中容易发生团聚,进而导致复合电解质的离子电导率降低。本工作引入硅烷偶联剂3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO)的表面进行改性,旨在改善LLZTO颗粒在溶剂和聚合物基体中的分散性。LLZTO纳米颗粒表面的羟基与GPTMS分子反应形成共价键,在颗粒表面形成一层厚度约5 nm的GPTMS修饰层。GPTMS中具有亲脂性的环氧基团,使改性后的LLZTO纳米颗粒(LLZTO@GPTMS)在有机溶剂中均匀分散。粒度分布实验表明,LLZTO纳米颗粒的分散性与溶剂的极性呈正相关。采用均匀分散的LLZTO悬浮液,制备的PEO: LLZTO复合电解质的室温离子电导率可以达到2.31 × 10−4 S∙cm−1。使用优化后的PEO: LLZTO@GPTMS电解质组装的锂对称电池以及以LiFePO4 (LFP)为正极、金属锂为负极的SSLBs均表现出更长的循环寿命。此外,GPTMS的修饰有助于LLZTO纳米颗粒在聚乙烯(Polyethylene,PE)隔膜上的均匀涂覆。采用LLZTO@GPTMS涂覆PE隔膜的LFP|Li电池比采用未修饰LLZTO涂覆PE隔膜的电池展现出更优异的循环稳定性。结果表明,GPTMS能够有效提高LLZTO纳米颗粒在有机溶剂和聚合物基质中的分散性,对其他有机-无机复合材料体系具有指导意义。
关键词: 固态锂电池, 石榴石型电解质, 复合固体电解质, 硅烷偶联剂, 纳米粉体分散
一石二鸟:磷掺杂以增强导电损耗和偶极极化用于电磁波吸收
贾梓睿, 周泽华, 徐爽, 王远, 石梦佳, 何梦婷, 张传坤, 兰笛
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100310
缺陷调控是开发新型吸收材料的关键。如何精确控制缺陷的浓度和数量以优化材料的损耗机制仍然是一项重大挑战。传统吸收材料的吸收频率与谐振频率不匹配,限制了其吸收性能。为解决这些问题,本文通过磷掺杂和硫空位缺陷的协同作用,成功调控了CoMn纳米片的偶极子和载流子浓度,显著提高了材料的电磁波吸收性能。实验结果表明,优化后的复合材料在厚度分别为2.0 mm和2.2 mm时,实现了−52.19 dB的最小反射损耗(RLmin)和5.52 GHz的最大有效吸收带宽(EABmax)。磷掺杂和硫空位缺陷的引入不仅增加了活性位点,而且通过异质界面和晶格畸变丰富了损耗机制。本研究不仅提供了一种制备新型电磁波吸收材料的简便方法,而且为过渡金属二硫化物缺陷调控提供了一种新策略。
关键词: 电磁波吸收, 硫空位, 磷掺杂
“双碳”目标背景下甲烷的催化转化
刘雨同, 景学敏
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412018
甲烷是一种储量丰富的能源资源,在“碳达峰、碳中和”目标背景下,甲烷的催化转化是我国实现能源转型和碳减排的关键。本文对甲烷催化转化的研究背景、转化途径和反应机理、面临的挑战进行了综述分析;文中重点详细阐述了甲烷转化所涉及的四种方法:热化学转化法、光化学转化法、电化学转化法以及生物转化法,并对四种方法制得化学品的具体情况进行了详细的分析,对未来甲烷催化转化的发展方向进行了展望,旨在为我国实现甲烷的高效利用和碳减排提供理论和技术参考。
关键词: 温室气体, 双碳, 甲烷, 催化转化
“学生中心,双融双驱”教学模式提升研究生综合素质与创新能力——以“化学反应动力学”课程为例
王旭珍, 王新葵, 田东旭, 刘炜
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401074
在研究生基础课“化学反应动力学”教学中,秉持“以学生的学习和发展为中心”的教育理念,将课程内容与课程思政和学科前沿紧密融合,并交替采用问题驱动学习(PBL)和基于研究学习(RBL)的教学模式,带动研究生发挥学习主体的能动性,促进夯实基础知识,形成科学的理性思维及创新能力,提升综合分析-解决问题能力,为研究生后续取得科研创新成果打下坚实基础。
关键词: 研究生基础课, 化学反应动力学, 教学模式, 创新能力, 高阶素质
Deeply penetrating photoacoustic imaging in tumor tissues based on dual-targeted melanin nanoparticle
Botao QU, Qian WANG, Xiaogang NING, Yuxin ZHOU, Ruiping ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230416
A dual-targeting melanin nanoparticle (MNP-TPP-HA) was constructed by grafting the carboxyl groups of hyaluronic acid (HA) and (4-carboxybutyl) triphenylphosphonium bromide (TPP) onto the surface of polyethylene glycol-amino (PEG-NH2) modified MNP based on 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxy succinimide (NHS) reaction, endowing melanin with the ability of dual active targeting. The fluorescence imaging of in vitro three-dimensional (3D) tumor models and in vivo photoacoustic imaging (PAI) all reveal the excellent target penetration ability of MNP-TPP-HA.
关键词: dual-targeting, melanin, photoacoustic imaging, penetration ability
Field-induced CoⅡ single-ion magnet with pentagonal bipyramidal configuration
Shuyan ZHAO
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240231
A mononuclear CoⅡ complex, [Co(H2dapsc)(H2O)Cl]Cl·2H2O (1), with a pentagonal bipyramidal configuration was obtained by reflux reaction of CoCl2·6H2O and 2, 6-diacetylpyridine-bis(semicarbazone) (H2dapsc) in a mixed solvent of water and ethanol. The neutral ligand H2dapsc molecule provides five coordination atoms to form the equatorial plane of 1, while a water molecule and a Cl- ion occupy their axial positions. At the same time, the solid structure contains a valence counteranion Cl- ion and two lattice water molecules. The study of DC magnetic susceptibility indicates that complex 1 has strong magnetic anisotropy. The AC magnetic properties show the existence of slow magnetic relaxation behavior, which is dominated by both direct and Raman processes. The energy barrier for magnetization reversal was 55.55 K. Based on theoretical calculations, it can be concluded that the main reason for the slow magnetic relaxation behavior is the rhombic anisotropy of the pentagonal bipyramidal structure. The calculated D and E values were 45.68 and-0.32 cm-1.
关键词: CoⅡ complex, pentagonal bipyramid, crystal structure, magnetic property
“双碳”相关实验开发——蛋壳源CaO的制备、表征及其碳捕集性能
舒蕾, 郝正清, 闫凯, 王宏, 朱丽华, 陈芳, 王楠
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310134
碳捕集技术是实现“双碳”目标的重要途径。高温工业源CO2的捕集更宜使用钙基吸收剂。本文立足“双碳”背景,将碳捕集前沿技术融入仪器分析实验课程,开发了蛋壳源CaO的制备、表征及其碳捕集性能的设计性综合实验。选择高钙废弃物鸡蛋壳为原料,采用醋酸处理得到醋酸钙,再经高温煅烧制备了具有较好碳捕集性能的CaO;利用EDTA配位滴定、扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱和热重分析等多种分析手段,测试了CaO的纯度、形貌、结构及其对CO2的捕集性能。本实验采用项目式教学方式,引导学生自行设计实验方案并进行实践和总结,不仅锻炼了学生综合运用专业知识解决实际问题的能力,而且培养了学生的科研素养和团队合作精神。
关键词: 双碳, 仪器分析实验, 蛋壳, 氧化钙, 碳捕集
“双支撑、三结合”化学安全实践育人体系的构建
闫瑾, 童程霞, 李雅洁, 谷月, 屈学俭, 魏士刚, 朱万春, 郭玉鹏
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405008
随着社会对化学专业人才安全素养的要求日益提高,各高校逐渐意识到化学实验室安全教育的重要性。但当前的化学安全教育普遍缺乏系统性,为了扭转这样的局面,吉林大学化学学院依托化学国家级实验教学示范中心为平台,基于OBE (Outcome-Based Education)教育理念,以硬件建设和知识载体为双支撑、采取“理论与实践相结合、课内课外相结合、虚拟与现实相结合”的三结合实施路径,构建化学安全实践育人体系,使学生安全意识、安全知识和应急能力螺旋式上升,全面提升学生的化学安全素养。
关键词: 化学安全实践, 示范中心, 育人体系

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