对Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓的实验探索和理性思考

用Fe^2＋与OH^-反应生成白色Fe（OH）2沉淀是高中化学的一个传统实验,也是一个难点实验。为此,教材和教学参考书从反应原理到实验方法都作了详细介绍,但从统计资料和实验结果反映出的情况来看,还有许多尚待研究和解决的理论问题和实际问题。     

H2O2分解反应动力学实验的改进

基于目前H2O2分解反应动力学实验中存在对反应的起始时刻计时不准确及实验中需标定H2O2溶液原始浓度的问题，对该实验的反应器及数据处理方法进行了改进。改进后的反应器操作简便，实验结果较真实；提出的数据处理方法(差减法和微分法)较简单并无须标定H2O2溶液原始浓度。     

CO2气体与SO2气体水溶性比较实验设计

现行人民教育出版社初、高中化学课本关于CO2、SO2气体的溶解性叙述为：通常1体积的水约能溶解1体积的CO2气体,增加压强还会溶解更多;SO2气体易溶于水。但对于CO2气体与．SO2气体的水溶性教课书中没有设计实验,且气体的溶解性没有固体的溶解性那么直观易懂。为了促进学生对气体水溶性的直观认识,加深理解,笔者设计了CO2气体与SO2气体的水溶性实验,现象明显易操作。     

Na2O2和SO2反应原理的实验探索

高中化学(必修)第一册分别简单介绍了有关Na2O2和SO2的一些知识，但没有涉及Na2O2与SO2之间如何反应的问题。为此，已有一些同志作了实验研究，文章认为Na2O2和SO2反应生成Na2O2，但在实验设计过程中没有验证是否产生O2，没有检验生成物中是否存在SO3^2-。     

“碳纳米管/SnS2光阳极材料制备”综合性大学化学实验

在科研工作的基础上设计了一个综合性化学实验：利用溶剂热法制备碳纳米管/SnS₂光阳极催化剂材料;采用SEM (扫描电镜)、XRD (X射线衍射)、UV-Vis (紫外-可见吸收光谱)等技术进行表征;运用瞬态光电流响应、电化学阻抗、线性伏安扫描等方法分析材料的分解水性能。该实验让学生掌握材料的制备、表征及应用,培养学生的科研素养;利用实验验证所学知识,培养学生分析问题的能力;结合材料的性能及应用,培养学生能源危机及环保意识。     

可见光催化剂Ag/Ag_2O制备及其对染料脱色降解

介绍了一个简单易行的综合化学实验——Ag/Ag_2O可见光催化剂的制备及其对染料的脱色降解,以及其教学设计思路。通过液相沉淀法制备Ag_2O,光还原沉积银制备Ag/Ag_2O,借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并以甲基橙降解为模型反应研究其可见光催化降解性能。结果显示,Ag/Ag_2O具有优异的可见光光催化性能。该综合实验运用了大学化学基本知识及学生在基础化学实验阶段学习的材料合成、仪器分析等基本技能,将前沿学术发展、最新研究成果和实践技能融入实验教学,使学生了解化学与材料、环境等学科交叉融合的同时,学生的综合能力得到训练,有助于培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力。     

5-甲氧基-2-苯基-2, 3-二氢苯并呋喃的制备——介绍一个大学综合化学实验

介绍了一个大学综合化学实验。该实验以对甲氧基苯酚和苯乙烯为原料,六氟异丙醇为溶剂,2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌为氧化剂,室温合成5-甲氧基-2-苯基-2,3-二氢苯并呋喃,并用IR、1H NMR、13C NMR和HRMS对产物结构进行表征。本实验有益于激发学生的科研兴趣和探索精神,训练学生的综合实验操作技能和分析能力,培养学生的创新思维和科研能力。     

快速溶胶-凝胶法制备纳米介孔TiO2——一个大学化学开放性实验的设计

设计了一个大学化学开放性实验——介孔TiO2的快速溶胶-凝胶法制备。该实验结合本课题组的最新研究成果,内容涉及介孔TiO2的快速合成和材料表征分析。通过本实验可以拓宽学生的化学专业知识,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生创新能力和独立从事科研工作的能力。     

Ti/α-PbO2/β-PbO2电极电化学降解2-氯酚

采用电化学沉积法在Ti基底上制备了复合电极Ti/α-PbO2/β-PbO2,扫描电镜结果表明电极呈现由β-PbO2小晶体组成的菜花状微观形貌.所制电极在电化学降解环境污染物2-氯酚时表现出较高的电催化效率、较好的电极稳定性和较长的电极寿命.用正交实验优化了电化学降解2-氯酚的实验条件.在最优的实验条件(2-氯酚初始浓度50 mg/L,电解质0.1 mol/L Na2SO4,温度35oC,阳极电流密度20 mA/cm2)下电化学降解180 min后,2-氯酚的去除率达100%.动力学结果表明, Ti/α-PbO2/β-PbO2电极上2-氯酚的电化学氧化符合准一级动力学过程.     

K_3[Fe(C_2O_4)_3]·3H_2O制备实验的综合化改造与教学实践

对传统K3[Fe(C2O4)3]·3H2O制备实验进行改造,使其由普通制备实验升级为集制备、组成定量测定和光化学性质实验为一体的综合实验。该综合性实验共需12学时完成,在技术上集配合物制备、减压过滤、蒸发浓缩结晶、重量分析、氧化还原滴定、电导率法测定离子电荷等于一体,在理论上涉及沉淀溶解、氧化还原、配位和光致变色等多种反应类型。该综合性实验对实验设备要求低,教学过程可操作性强,综合性强。经过8年的教学实践发现,该实验能大大激发学生主动思考,拓展了学生思维跨度和深度,取得良好的教学效果。     

TiO_2/SnO_2复合光催化剂的耦合效应

采用改进的 sol-gel技术制备 TiO_2/SnO_2耦合型半导体光催化剂 ,利用 XRD、气相色谱仪、粒度仪和表面光电压装置等研究了耦合型半导体光催化机理和光催化效率的影响因素 ,并通过降解甲醛探讨其在空气污染治理中的作用 .实验结果表明 ,添加 20％ (mol) SnO_2的复合半导体光催化剂 ,其光催化效率比纯 TiO_2高一倍以上 .据实验结果和粒子紧密堆积原理 ,提出强耦合效应和弱耦合效应的光催化反应模型 ,并用此模型较好地解释了 TiO_2/SnO_2复合型半导体光催化剂的光催化效率随 SnO_2含量变化规律 .     

TiO2/SnO2复合光催化剂的耦合效应

采用改进的sol gel技术制备TiO2/SnO2耦合型半导体光催化剂,利用XRD、气相色谱 仪、粒度仪和表面光电压装置等研究了耦合型半导体光催化机理和光催化效率的影响因素, 并通过降解甲醛探讨其在空气污染治理中的作用.实验结果表明,添加20 ％(mol) SnO2的复 合半导体光催化剂,其光催化效率比纯TiO2高一倍以上.据实验结果和粒子紧密堆积原理,提 出强耦合效应和弱耦合效应的光催化反应模型,并用此模型较好地解释了TiO2/SnO2复合型半 导体光催化剂的光催化效率随SnO2含量变化规律.     

IrO2-SnO2上氧析出机理

本文研究IrO_2-SnO_2电极上氧析出过程的动力学和机理.实验得到,在所研究的电极上氧析出极化曲线的Tafel斜率约为75mV,H~+的反应级数为-0.75.此外,XPS结果证明研究电极表面Ir以+4价存在.根据实验结果提出IrO_2-SnO_2电极上氧析出过程的机理为:IrO_2+H_2O→IrO_2-OH+H~++cIrO_2-OH(?)IrO_2-O~-+(H~+)_sIrO_2-O~-(?)IrO_2-O+c2(IrO_2-O)(?)2IrO_2+O_2其中第一步为反应速度步骤(r.d.s.),(H~+)_s表示电极表面上的吸附质子。     

嵌碳TiO_2的快速制备及其光催化制氢特性——介绍一个材料综合实验

以TiO_2为代表的半导体光催化剂通过对太阳能的利用,有助于解决当前制约人类社会发展的能源危机与环境污染问题。本实验采用新颖的火焰辅助热解法一步制备出锐钛矿相嵌碳TiO_2微球,该制备方法可避免热处理,实验过程简单快速、无液体废弃物,绿色便捷,利用气相色谱仪测定样品的光催化分解水的产氢量。通过本实验,学生可全面了解半导体光催化剂的光催化原理、制备、表征、功能测试,同时帮助学生认识太阳能、氢能等新能源研究概况,渗透环保的理念。     

K2S2O8-离子色谱法测定水中总氮量

在不锈钢蒸汽消毒器中用K2S2O8将水中含氮物质中的N氧化为NO3-,用离子色谱测定,从而测定水中总氮量。实验对K2S2O8氧化液用量及反应时间等进行探讨,并对长江水中总氮量进行了测定。实验结果表明测定最佳条件是氧化时间10 min以上、氧化剂用量为理论用量的5倍;长江水(武汉段)总氮量为2.09 mg/L,测得的总氮量与文献报道的基本吻合。     

纳米TiO-2对模型病毒-f2噬菌体的吸附特性

为了提高饮用水处理系统对病毒的去除效果,本研究采用静态实验,研究纳米TiO2对模型病毒—f2噬菌体的吸附去除特性,系统考察TiO2投加浓度、病毒浓度、温度及pH值等因素对吸附效果的影响.实验结果表明：f2噬菌体在纳米TiO2表面的吸附符合准二级吸附动力学模型,遵循化学吸附机理,颗粒内扩散为该吸附过程中的速率控制步骤,但不是唯一控制步骤;纳米TiO2对f2噬菌体的吸附符合Freundlich等温吸附模型（qe=27.4Ce1.24）,属于多层吸附类型;在20~40℃范围内,温度对纳米TiO2的吸附性能影响不大,而酸性条件下更有利于纳米TiO2对f2噬菌体的吸附.     

S2O2分子稳定结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311+G(3df)和Aug-cc-pVTZ水平上,研究了单态S2O2分子的各种可能的异构体及其相对稳定性。结果表明,具有C2v对称性的三角平面分叉异构体的热力学稳定性要高于目前实验上唯一被发现的具有C2v对称性的cis-OSSO异构体,同时trans-OSSO的稳定性与顺式异构体十分接近,这2种异构体应该可以在实验上被观察到。同时本文还讨论了3个最稳定构型的前线分子轨道和链型OSSO的内扭转势能。     

ZrO2-TiO2-CeO2的制备及其在NH3选择性催化还原NO中的应用

采用共沉淀法制备了载体材料TiO2、ZrO2-TiO2及ZrO2-TiO2-CeO2, 并利用X射线衍射(XRD)实验、比表面积测定(BET)、程序升温脱附(NH3-TPD)、储氧性能测定(OSC)及程序升温还原(H2-TPR)等方法对三种载体材料进行了表征. 结果表明, ZrO2-TiO2-CeO2具有较多的表面强酸位, 并具有一定的储氧性能和较强的氧化还原性能. 以三种材料为载体, 制备了质量分数分别为1%、9%的V2O5、WO3的整体式催化剂. 研究了三种催化剂在富氧条件下用NH3选择性催化还原NO的催化性能. 结果表明, 以ZrO2-TiO2-CeO2为载体的催化剂在反应空速为10000 h-1, 275 ℃时, NO的转化率接近100%, 具有最好的催化活性,并有良好的应用前景。     

用N_2O-C_2H_2火焰原子吸收光谱法测定变形钛合金中的铝

采用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法对变形钛合金中的铝进行分析.考察了铝的最佳测定条件、线性浓度范围以及样品分析中的干扰因素.实验表明,该方法测定结果的相对标准偏差小于0. 5%(n=6),加标回收率为97. 6%～99. 0%.该方法适用于变形钛合金中铝的分析,满足实验室化学分析技术与分析质量的控制要求.     

纳米CeO2包覆TiO2氧传感器材料氧敏性能的机理研究

在用溶胶-凝胶方法成功制备纳米TiO2、纳米CeO2包覆纳米TiO2材料的基础上,进行了氧敏性能、阻抗谱的测试和对比,并且通过热力学和活化能计算对实验结果进行了分析.实验结果表明:纳米CeO2包覆纳米TiO2材料的氧敏性能优于纯TiO2材料,.当包覆4.9mol?O2时材料的氧敏性能最好.热力学计算证明:CeO2对TiO2起到催化作用,从而改善TiO2的氧敏性能.对材料活化能计算表明:包覆纳米CeO2后材料的晶粒、晶界活化能显著降低,TiO2的活性得到提高:并且随着CeO2包覆量降低活化能降低,说明活化能存在极小值,CeO2包覆量有最优值,从而解释了实验结果中出现极值的现象.