超疏水表面的制备及其在含油废水处理的应用——个物理化学综合创新实验
戴春爱, 韩永生, 颜鲁婷, 李振, 曹莹泽
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202307081
以较前沿的科研成果为基础设计了一个物理化学综合创新实验。通过该实验,学生不仅可以了解油污染水环境问题,加深对润湿性一般理论的理解,还可以掌握超疏水材料的制备、接触角表征以及超疏水/超亲油材料对含油废水进行处理的操作和方法。实验融入了较多的课程思政元素,通过引导学生利用课堂学习的表面化学理论知识解决含油废水处理问题,培养学生的社会责任感、专业自豪感、严谨的科学思维和创新能力。
关键词: 超疏水表面, 含油废水处理, 综合创新实验, 课程思政
种二维金属有机骨架用于水溶液呋喃妥因和呋喃西林的检测
李泳志, 张涵, 王刚丁, 隋艳伟, 侯磊, 王尧宇
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240307
在溶剂热条件下通过2,5-双(2H-四唑-5-基)对苯二甲酸配体(H4dtztp)与稀土Eu3+自组装得到了一例二维铕金属有机骨架[Eu (dtztp)0.5(H2dtztp)0.5(DMF)3]·0.113H2O (Eu-MOF),其中DMF为NN-二甲基甲酰胺。利用X射线单晶衍射、粉末X射线衍射、热重分析和元素分析等技术确定了Eu-MOF的空间结构、相纯度和稳定性,同时,对Eu-MOF的固态荧光以及抗生素检测功能进行了探究。结果表明:Eu-MOF属于三斜晶系,\begin{document}$P \overline{1}$\end{document}空间群,晶胞参数a=1.018(7) nm,b=1.103(8) nm,c=1.252(9) nm,α=115.963(2)°,β=92.604(2)°,γ=96.556(2)°。Eu-MOF在紫外灯照射下显示出明显的红色发光性能,且对水溶液中的呋喃妥因(NFT)和呋喃西林(NFZ)表现出高选择性的检测效果,检测限分别为3.88和5.44 μmol·L-1。通过实验和理论计算相结合的方法揭示了Eu-MOF对NFT和NFZ的荧光检测机理。
关键词: 抗生素, 金属有机骨架, 晶体结构, 荧光传感
圆偏振发光关键物理量的量子化学计算研究——介绍个探究性计算化学实验
陈文恺, 沈芸稼, 孔祥梦, 曾艳丽
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405018
本文介绍了一个面向高年级本科生和研究生开设的探究性计算化学实验。本实验使用常见的量子化学软件Gaussian和GaussView,利用密度泛函和含时密度泛函理论,对具备圆偏振发光(CPL)的分子(联萘)进行结构优化和性质分析,计算得到发光不对称因子(glum)。本实验可以帮助学生熟悉CPL和glum的概念和应用,学会激发态的计算方式,并应用于科研工作当中。
关键词: 计算化学实验, 激发态计算, 圆偏振发光
分子模拟软件在结构化学课程教学的应用——NiFe水滑石电催化OER第性原理计算
李亚平, 安赛, 曹爱青, 李世龙, 雷鸣
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405185
在结构化学课程教学中,由于一些概念的抽象性常常让学生们感到难以理解。因此,本文构建NiFe层状双氢氧化物(NiFe-LDH)电催化析氧反应(OER)第一性原理计算实验,采用Materials Studio (MS)软件构建NiFe-LDH(100)晶面和(110)晶面的结构模型,使用第一性原理计算软件VASP对其电催化析氧反应(OER)性能进行理论研究,通过VESTA软件显示差分电荷密度,并分析计算结果。设计实验采用“理论知识讲解+软件操作演示+科研案例分析”相结合的模式,不仅有利于学生加强对晶体结构、空间点群等抽象概念的理解,而且使课程教学内容变得形象具体,激发学生学习结构化学课程的兴趣。这既提升学生采用分子模拟软件解决化学中科学问题的研究水平,同时培养学生剖析化学中结构与性质关系的创新思维。
关键词: 结构化学, NiFe层状双氢氧化物, Materials Studio, 第一性原理计算, 差分电荷
环境水样铀同位素的α谱仪测量——个放射化学本科专业实验的设计
陈宗元, 史春盛, 李逸文, 祖甘霖, 靳强, 王海山, 王福军, 闫德坤, 郭治军, 吴王锁
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406103
基于辐射环境监测的实际工作,我们设计了一个基于α谱仪测定环境水样中铀同位素的本科专业实验。该实验包含铀的分离纯化、电镀制源、谱仪测量及数据分析三个部分。通过该实验,学生亲身体验了实际环境监测工作的流程,加深了对阿尔法谱仪的理解,提升了操作能力,促进了学生理论知识与实践经验的融合。
关键词: 放射化学实验, α谱仪, 电镀, 铀同位素
Ag掺杂CuO和电解液碘离子双调控促进电催化CO2还原——推荐个综合化学实验
周夕婷, 韩志鹏, 张欣蕾, 朱诗萱, 车铖, 徐亮, 孙振宇, 郝磊端, 杨志宇
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412070
本实验针对电催化CO2还原反应,设计了一个利用催化剂和电解液双调控策略促进生成多碳(C2+)化合物的实验。该实验设计合成了Ag掺杂CuO(Ag-CuO)作为催化剂,对不同卤素阴离子引入的KHCO3阴极电解液进行筛选,在H型电解池中利用三电极测试系统进行性能分析。通过考察施加电位、催化剂第二组分(Ag)掺杂、卤素电解液种类和浓度对催化反应性能的影响,筛选出最佳反应体系。本实验内容包含无机化学、物理化学、分析化学等多学科知识和实验操作,在加强学生对化学基础知识理解的同时,培养学生化学类专业核心素养、科学思维以及科研创新能力,提升学生能动性,符合新时代学科发展要求。
关键词: 铜基催化剂, 卤素电解液, 电催化, CO2, 多碳产物
物理化学课程教学的思政设计——以“理想稀溶液组分的化学势”为例
霍甲, 李佳, 李永军, 王玉枝
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202307075
立德树人是高校教育的根本任务,将思政元素无声融入课堂教学之中,有利于引导学生树立正确的世界观、价值观和人生观,从而成为合格的社会主义接班人。屠呦呦先生是中国第一位荣获诺贝尔自然科学奖的本土科学家。本文以其获得诺贝尔奖的工作“青蒿素高效提取并成功应用于疟疾防治”为例,结合物理化学多组分系统热力学章节中的“分配定律”,改进“理想稀溶液中任一组分的化学势”的教学过程,引导学生充分认识原理对实践的直接指导作用和中华传统文化在解决实际问题中的重要价值,理解科学发现的必然历程以及科学家在不断攀登科学高峰过程中所付出的艰辛和收获,将自己的聪明才智和所学所得应用于祖国的社会主义建设。
关键词: 分配定律, 青蒿素提取, 诺贝尔奖, 物理化学, 课程思政
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
理论与计算化学教学的课程思政
侯华, 王宝山
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309045
理论与计算化学是本科生和研究生通选的专业课。以课程知识点为线索,深度挖掘了课程在价值塑造、能力培养、坚定信念、家国情怀四个方面的思政元素。通过分享课程思政案例与教学素材,提出思政内容的科学化和学科交叉融合思路,强调学术文献、学位论文在思政教育中的重要作用,为在计算化学相关课程中实现主动思政与三全育人目标提供参考。
关键词: 课程思政, 理论与计算化学, 学科交叉, 教学设计
Diamond软件在单形教学的应用
吴平伟
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311043
介绍了用Diamond软件构造47种晶体单形模型的方法及其在教学中的应用。
关键词: 单形, 晶体学, Diamond软件

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