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
低温合成四相BaTiO3及其压电催化性能
胡志文, 董伟霞, 包启富, 李萍
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230462
基于淀粉糊化机制低温合成了四方相BaTiO3粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱对合成粉体的形貌、物相进行表征;在超声条件下,以系列典型染料为降解对象测试BaTiO3压电催化性能。结果显示,煅烧温度为600 ℃时即可获得四方相BaTiO3粉体,且随着温度的提升,结晶度逐渐增加;当煅烧温度为700 ℃时,合成的BaTiO3粉体尺寸分布均匀,分散度良好,呈现类立方体状;在超声驱动下,BaTiO3降解罗丹明B、刚果红、甲基橙染料时均展现出良好的效果,反应速率常数分别为1.090×10-2、1.113×10-2、1.084×10-2 min-1,并以降解刚果红为对象揭示其压电催化的机理,即空穴和超氧自由基是降解过程中的主要反应物质。
关键词: 淀粉糊化, 低温, BaTiO3, 压电催化
空位缺陷调控策略构筑高能量密度六孔洞MXene水系超级电容器
薛艳辉, 晁少飞, 徐曼, 吴琼, 伍复发, MuhammadSufyanJaved
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240183
利用碳空位缺陷有序化策略构筑了多层六方孔洞MXene电极材料,在软包超级电容器中实现了高比容量和高能量密度水系钾离子存储。该电极材料具有较大比表面积的三维六方孔洞结构,为储钾提供了更多的活性位点。结合六方孔洞内壁新暴露的钛原子的化合价变化引起的赝电容效应,阐明了多层六方孔洞MXene水系钾离子超级电容器比容量提高的内在原因。通过密度泛函理论计算多层六方孔洞MXene对钾离子的吸附能,并结合电化学储钾性能实验及动力学分析,确定了钾离子被吸附的最佳位置,得出了钾离子的吸附规律。通过定量分析多层六方孔洞MXene中电子的能带结构和差分电荷密度等电子传输规律,揭示了其水系钾离子超级电容器具有高电导率和良好倍率性能的内在机理。
关键词: 超级电容器, 六方孔洞MXene, 缺陷调控, 比容量, 储钾机理
“综合+探究”式、模块化分析化学实验教学——“一生一案”,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
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

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