探秘家族
张来英, 朱亚先
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202409015
银在人类的生活和生产中有着重要的作用。本文借用拟人化的手法,介绍了银及其化合物的基本性质和应用,让读者以生动活泼的方式了解银及其化合物。
关键词: , 性质, 应用
石蜡/碱改性硅藻/膨胀石墨复合相变储热材料的制备及性能
陈丽梅, 赵梦菲, 陈琳, 李丁, 李巍, 韩维野, 王鸿斌
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230312
通过碱处理,优化了硅藻土(DIA)的孔隙结构,提高了孔隙率,增加了石蜡(paraffin)负载量。通过直接浸渍法制备了新型性状稳定的石蜡/碱改性DIA/膨胀石墨(EG-alDIAP)复合材料,并研究了其结构与性能的关系。结果表明,复合相变材料的石蜡负载量从47.4%提高到了61.1%,进而提高了复合材料的储热性能;向改性DIA中添加膨胀石墨(EG)提高了复合材料的传热能力,添加质量分数10% EG时导热系数提高了113%(从0.276 W·m-1·K-1提高到了0.589 W·m-1·K-1)。随着EG含量的升高,复合相变材料的相变潜热有所增加,但化学相容性、稳定性等无明显变化。含10% EG的石蜡/碱改性DIA复合材料具有可靠的储能性能、良好的温度调节性能和蓄放热能力。
关键词: 复合相变材料, 石蜡, 碱改性硅藻土, 膨胀石墨
碳量子点修饰的氯氧铋/硅藻复合材料可见光降解环丙沙星的机理
贾泽慧, 文斌, 张舒婷, 赵正亮, 韩红斐, 王春涛, 樊彩梅
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250199
为提升氯氧铋/硅藻土(BiOCl/D)的可见光催化性能,引入了碳量子点(CQDs),以温和水解法成功构建了CQDs/BiOCl/D三元复合体系,并研究了其在可见光下对水中抗生素环丙沙星(CIP)的光降解性能。结果表明,当CQDs加入量为催化剂总质量的3%时,所制备的3%CQDs/BiOCl/D在90 min可见光照射后,对CIP的降解率为90.1%,同时发现在80 min照射后,CIP的抑菌活性可消除。捕获剂实验和电子顺磁共振(EPR)结果证实,3%CQDs/BiOCl/D光降解反应中主要活性物种为空穴(h+)、羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O2-)。通过超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS/MS)数据确认了CIP降解过程的中间产物并推测其降解路径。CQDs的上转换荧光性能、催化剂的稳态和瞬态荧光光谱及其相应的光电化学测试证明,3%CQDs/BiOCl/D光催化性能提升归功于CQDs的上转换作用、电子接收性能、转移性能和光热效应以及CQDs、硅藻土与BiOCl之间的协同作用。
关键词: 光催化, 碳量子点, BiOCl, 硅藻土, 环丙沙星
师范院校化学专业研究型实验教学体验课——以从含废液中回收硝酸项目为例
莫启进, 卓梅芳, 钟志怡, 甘春芳, 张丽霞
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310099
研究型实验教学是当前高校实验教学的研究热点。硝酸银是一种价格比较昂贵的试剂,从含银废液中回收硝酸银,不仅能解决环境污染问题,也能节约实验成本。该实验所需仪器设备简单,涉及的操作及过程中出现的问题等,学生也能够利用所学知识和技能有效解决。本文以含银废液为原料回收硝酸银为实验项目,让学生自己设计实验方案,并通过方案的实施,体验研究型实验教学的过程,达到培养学生科学研究意识的目的。
关键词: 含银废液, 氯化银, 硝酸银, 研究型实验教学
sod基纳米分子筛的合成及抗菌性能
孙瑜颢, 董庆喆, 赵蕾, 姜晓丹, 郭海玲, 孟祥龙, 郭永梅
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230169
采用两步法合成了sod基系列分子筛(EMT、FAU、SOD),并通过离子交换法引入Ag+得到载银分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)证明离子交换前后分子筛骨架结构和晶粒尺寸没有发生明显变化;通过红外光谱(IR)、热重(TG)证明制得的载银分子筛具有良好的稳定性;对获得的载银分子筛进行了Ag+释放实验与抗菌能力测试,考察了分子筛种类和晶粒尺寸对抗菌性能的影响。结果表明具有笼状结构的FAU与EMT分子筛因可储存更多的Ag+而具有更好的抗菌性能,而具有超笼结构的FAU分子筛抗菌性能最优。通过对比不同晶粒尺寸载银FAU分子筛抗菌数据发现,晶粒尺寸为100 nm的载银FAU分子筛因外表面丰富的抗菌活性位点以及其内部可以储存并不断释放Ag+而具有最优的抗菌性能和抗菌寿命。而晶粒尺寸为10 nm的载银FAU分子筛由于晶粒尺寸较小、外比表面积大、扩散路径短,Ag+的释放速率最快,抗菌效率最高。
关键词: 纳米分子筛, 抗菌性, 银离子, 晶粒尺寸
电解催化甲醇氧化制甲醛实验的课程思政设计
刘永梅, 孙立森, 黄镇, 涂涛
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308020
将具有工业生产特色的“电解银催化甲醇选择性氧化”转化为一个综合的物理化学实验,通过实验学生可以掌握气固相反应装置运行的规范操作及反应条件的控制对催化性能的调控,推动了工科和理科融合渗透。同时引导学生理解催化技术对提高工业生产经济效益和可持续绿色发展的重要意义,该实验的开展可以强化学生学以致用的意识,增强对化工生产问题的综合性和复杂性的认识,还可以培养学生团队意识和合作能力,培养科技创新促进化工生产的意识和抓住事物本质从根本上解决问题的意识,强化学生的学科素养和社会责任感。
关键词: 电解银, 催化氧化, 甲醇氧化
纳米粒子制备与表征实验的绿色化改进及教学设计
郭永明, 李杰, 刘朝勇
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309057
绿色改进了银纳米粒子制备和表征的实验。以茶叶水为还原剂和稳定剂,考查了茶叶水的含量、溶液的pH值和反应温度对银纳米粒子制备的影响,让学生理解实验条件对银纳米粒子制备产生的影响。利用分光光度计表征了银纳米粒子的光学性质,验证了银纳米粒子溶液吸光度与浓度的关系及丁达尔现象,并利用激光粒度分析仪测定了其粒径。本实验贴近生活、内容丰富、紧跟前沿且符合绿色化学理念,有利于激发学生学习兴趣和培养实践技能、思辨能力和创新意识。
关键词: 银纳米粒子, 制备, 改进, 绿色, 教学设计
催化的开环Minisci反应——开发适合本科生的教学实验
鲁缘怡, 赵俊, 李洪爽
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401088
Minisci反应是利用亲核性的碳自由基中间体对芳杂环进行的取代反应。本研究以1-甲基环丙醇和苯并[d]噻唑为原料在银催化、水相反应条件下发生自由基烷基化,高效合成了4-(苯并[d]噻唑-2-基)-2-丁酮,具有操作步骤简单、反应条件温和及原子经济性的优势。本反应已经本科生进行验证,将有效补充自由基化学相关知识,适合开发成为教学实验。
关键词: Minisci反应, 1-甲基环丙醇, 苯并[d]噻唑, 自由基烷基化反应, 教学实验
Effective detection of malachite green by folic acid stabilized silver nanoclusters
Zhifeng CAI, Ying WU, Yanan LI, Guiyu MENG, Tianyu MIAO, Yihao ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240394
Herein, a one-pot chemical reduction method was reported to prepare folic acid (FA)-stabilized silver nanoclusters (FA@Ag NCs), in which FA, hydrazine hydrate, and silver nitrate were used as capping agent, reducing agent, and precursor, respectively. Several technologies were employed to investigate the structures and optical properties of FA@Ag NCs, including transmission electron microscopy (TEM), X ray photoelectron spectrometer (XPS), Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), X-ray diffractometer (XRD), fluorescence spectrometer, and ultraviolet visible absorption spectrometer. FA@Ag NCs were suggested to be highly dispersed and spherical with a size of around 2.8 nm. Moreover, the maximum excitation and emission wavelengths of FA@Ag NCs were 370 and 447 nm, respectively. Under the optimal detection conditions, FA@Ag NCs could be used to effectively detect malachite green with the linear detection range of 0.5-200 μmol·L-1. The detection limit was 0.084 μmol·L-1. The fluorescence-quenching mechanism was ascribed to the static quenching. The detection system based on FA@Ag NCs was successfully used for the detection of malachite green in actual samples with good accuracy and reproducibility.
关键词: fluorescence probe, silver nanoclusters, folic acid, malachite green, static quenching
Silver-doped antimicrobial fluorescent carbon dots: Dual properties of metal ion detection and antibacterial
Jiaxin LU, Yifu QIAO, Xing QIANG, Yong GAO, Ziya LIU, Manying ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250207
Herein, antibacterial silver-doped fluorescent carbon dots (Ag-CDs) were synthesized through a stepwise hydrothermal method, with polyethyleneimine (PEI), citric acid (CA), and silver nitrate (AgNO3) serving as precursors. The applicability and antimicrobial efficacy of these nanomaterials were systematically investigated for metal ion sensing. Experimental evidence demonstrated that the Ag-CDs exhibited a pronounced fluorescence quenching response toward ferric ions (Fe3+), enabling their quantitative determination via a linear concentration-dependent relationship. These Ag-CDs exhibited significant inhibitory effects on biofilm growth and disruption for both Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Mechanism investigations indicate that Ag-CDs induced the death of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa by disrupting their bacterial morphology and structure, triggering the generation of intracellular reactive oxygen species (ROS), and impairing their antioxidant defense system.
关键词: silver-doped carbon dots, fluorescence property, Fe3+ selective response, antibacterial property

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