【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405087
在“双碳”政策的大背景下,热固性高分子材料的降解回收是当今高分子科学领域热点话题之一。开展可解聚的热固性高分子材料制备的综合实验非常符合当今社会发展,有利于促进学生对一线科研的了解。本实验利用迈克尔(Michael)加成反应制备可解聚的热固性高分子材料。迈克尔加成反应生成的β-氨基酯结构可在酸性条件下解离,从而使得所制备的热固性聚合物可以快速地解聚合。通过本实验的实践,学生可以掌握当前制备可解聚热固性高分子材料的最新方法,了解当前高分子材料的发展方向。本综合实验将先进的科研成果与一线课堂教学结合,为学生的创新能力和综合运用专业知识能力的培养奠定基础。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202309028
电子信息和新能源汽车等产业的迅速发展导致锂离子电池(LIBs)的需求量激增,随之引发了其报废潮。可持续的回收技术对于以环保的方式解决大量退役锂离子电池(EOL LIBs)至关重要。本文全面综述了基于湿法冶金的LIBs正极废料中有价金属的提取技术,从环境、技术和工业化可行性的角度出发,对无机酸、有机酸和低共熔溶剂(DESs)等方法进行了详细的讨论和分析,以期优化技术并降低对环境的影响。此外,本文也详细探讨了绿色的生物质废料等还原剂和高效环保的EOL LIBs内循环机械活化技术等在强化LIBs正极废料有价金属溶浸中的应用,并由此提出了EOL LIBs回收过程中可能存在的研究机会和挑战。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311084
关注牛奶安全这一国计民生问题,将分子印迹前沿技术引入本科实验课堂,设计了一个综合实验。融合分子印迹、蛋白质排阻、磁性分离等技术制备得到磁性分子印迹聚合物,考察其性能,并以其作为固相萃取吸附剂,结合高效液相色谱,建立直接选择性检测牛奶样品中痕量四环素的新方法。本实验涉及材料化学、分析化学、仪器分析、食品化学等多学科知识,培养学生的科学素养、综合解决复杂问题的能力和创新性思维。印迹材料的设计和磁性分离过程富有创新性和趣味性,整个实验过程成本低廉、易操作、安全性高。通过本实验,学生能够了解分子印迹前沿技术,学习新检测方法的建立,巩固实验基础操作,提高数据采集和分析能力,加深对组分-性能-应用关系的理解。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309107
利用柿子提取物中的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)与硫酸亚铁的配位反应,研究配合物溶液对不同pH的响应变化,实现对生活中常见的具有酸碱性物质的便携区分应用。本实验原料简单易得、过程安全、现象明显,能让观众们感受到化学变化之美,激发对化学学科的浓厚兴趣。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202304029
铅离子(Pb2+)是日常生活中常接触的有毒重金属污染物之一。本研究开发了一种新型反射式光纤干涉传感器,用于检测痕量铅离子。该传感器结构由单模光纤、无芯光纤和细芯光纤(TCF)依次拼接而成。TCF的包层被氢氟酸部分腐蚀并涂覆功能化的水凝胶传感膜。该传感膜选用甲基丙烯酸2-羟基乙酯(2-HEMA)作为识别单体。2-HEMA中的氧原子能与Pb2+发生配体-受体相互作用,形成“-O-Pb-O-”交联结构,从而改变TCF的新包层有效折射率。因此,可以通过观察反射光谱中光信号的变化来检测水溶液中Pb2+的浓度。所提出的传感器具有很高的检测灵敏度(1.926 × 109 nm·mol−1·L),其检测极限为4.14 ppt (1 ng·L−1 = 1 ppt),比世界卫生组织(WHO)规定的饮用水中Pb2+ (10 ppb,1 μg·L−1 = 1 ppb)浓度低1000倍。此外,利用一个方程组实现了该传感器的温度自校准功能,成功地消除了环境温度的干扰。由于该传感器良好的特异性、稳定性以及反射式结构,非常便于实时远程检测,为环境和人类健康监测提供了广阔的前景。