“四模块”嵌入下的混合式教学设计与实践*——以功能材料专业物理化学基础课程为例

为建设适应新时代要求,突出高阶性、创新性、挑战度的一流本科课程,实现价值引领、能力培养和知识传授的教育教学目标,结合功能材料专业的特点和民族高等院校学生的学情,构建了物理化学基础课程的“四模块、三阶段、两时空、双平台”的混合式教学新模式,重塑了“价值引领模块、基础理论模块、多学科融合模块和虚拟仿真实验模块”的“四模块”内容体系。通过“四模块”嵌入下的混合式教学实践研究,结合学生的课前、课中、课后等学习成绩,多维度评价学习效果,并藉由调查问卷来分析学生对混合式教学的评价,最终研究结果表明学生的个性化自主学习能力有了显著提高、学生运用物理化学理论解决复杂问题的综合能力得到了提升,学生经过刻苦学习获得了素质提高的成就感。     

基于废旧锂电池回收制备LixMO (x=0.79, 0.30, 0.08; M=Ni/Co/Mn)材料作为锂-氧气电池正极催化剂的电化学性能研究

锂-氧气电池因其超高的理论比容量而受到科研界的广泛关注, 但其存在较为严重的充放电极化和较差的循环稳定性等问题, 从而极大地限制其商业化进程. 因此设计出有效的正极催化剂是解决锂-氧气电池面临的这些棘手问题的必要手段. 通过对不同充电状态的废旧锂电池正极进行回收制得三种不同锂含量的多元金属氧化物Li_xMO (x=0.79, 0.30, 0.08; M=Ni/Co/Mn), 并分别用作锂-氧气电池正极催化剂. 系统研究了Li_xMO材料中锂含量及晶体结构对其电化学性能的影响. 电化学测试结果表明, 与Li_0.79MO和Li_0.08MO催化剂相比, 基于Li_0.30MO为正极催化剂的锂-氧气电池在电流密度100 mA•g^–1和限定容量800 mAh•g^–1的条件下具有较高的放电比容量(14655.9 mAh•g^–1)、较低的充电电压(3.83 V)和较高的能量转换效率(72.2%). 而且该电池体系在充放电循环140圈后充电终止电压仍低于4.3 V. 最终认为制得的Li_0.30MO材料具有优异的催化性能归因于其稳定的层状-岩盐相复合结构以及结构中富含的氧化镍相和氧空位之间的协同作用. 这些优点能够促进放电产物的可逆形成与分解, 从而提高锂-氧气电池循环性能.     

功能肽段介导的铜离子荧光传感器的构建及应用

铜离子是导致多种疾病(如阿尔茨海默病、朊病毒病和肌萎缩性侧索硬化症等)的重要因素。当前已有针对铜离子检测的相关报道,但基于多肽与铜离子相互作用的荧光传感器鲜有关注。该文依据淀粉样蛋白与铜离子特异性结合的特点,利用已知的淀粉样蛋白组成单元,设计出能与铜离子有序配位的多肽分子(DDAEGHARHCR)。同时,借助于“多肽-铜离子-钙黄绿素”三元竞争体系,构建出铜离子的荧光恢复性传感器。铜离子能有效地猝灭钙黄绿素的荧光信号。而当向钙黄绿素-铜离子体系引入功能肽段时,肽段凭借更强的结合能力将铜离子夺取出来,极大地恢复体系的荧光信号,进而完成对铜离子的传感检测。在对体系的反应温度、反应时间、pH值、钙黄绿素浓度等实验参数进行优化后,实现了对环境水样中铜离子的高灵敏检测。该方法对铜离子检出限为127 nmol/L,线性范围为0.12~13 μmol/L,具有简单、快速、高效、稳定性好等特点,满足环境水样的检测需求,在水体中铜离子含量的监测与分析方面展现出良好的应用潜力。     

基于PSO-SVR算法的氧乐果合成过程建模研究

针对氧乐果合成过程中温度控制具有参数时变、时滞后、非线性的特点,提出了一种基于改进粒子群算法的支持向量回归的建模方法。对于支持向量回归模型,3个参数(ε,C,γ)的选取很大程度上决定了其拟合的精度和泛化能力的好坏,采用改进的粒子群算法对参数(ε,C,γ)进行同时寻优,建立了改进的氧乐果合成过程PSO-SVR回归模型,该模型具有很好的学习能力和推广能力。实验结果表明,模型较好地体现了系统的动态特性,可用于氧乐果合成过程的模型预估控制,提高系统的控制品质。     

键合苯甲酸衍生物聚苯乙烯配体的合成及其Eu(Ⅲ)配合物的光致发光性能

使3-硝基-4-羟基苯甲酸(NHBA)的羟基与氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)的氯甲基进行亲核取代反应,在聚苯乙烯侧链上引入硝基苯甲酸(NBA),制得了功能化的聚苯乙烯PS-NBA,考察了亲核取代反应的优化反应条件。并使之与Eu(Ⅲ)配位,制得了高分子-稀土配合物PS-(NBA)3-Eu(Ⅲ)。采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对PS-NBA的结构进行了表征,测试了配合物的荧光发射特性。结果表明,NHBA苯环上的硝基可降低CMPS与NHBA之间取代反应的速率,使用极性较强的溶剂N,N-二甲基甲酰胺及在较高的反应温度(70℃)下,有利于亲核取代反应的进行。大分子链上的配基NBA对Eu3+离子的荧光发射显示出很强的敏化作用,其敏化作用远强于苯甲酸(BA)配基,高分子-稀土配合物PS-(NBA)3-Eu(Ⅲ)具有比PS-(BA)3-Eu(Ⅲ)更强的荧光发射。     

阴离子聚合PA6与苎麻纤维复合反应中的阻聚与变色机理的研究

通过浇注成型的方法研究并发现了苎麻纤维与阴离子聚合尼龙6(APA-6)反应加工过程中严重的阻聚和变色问题.为了分析阻聚和变色的机理并寻找解决方案,选取了3种不同的引发剂(氢氧化钠、己内酰胺钠盐和己内酰胺溴化镁)分别与微晶纤维素(MCC)在150℃的真空条件下反应.然后分别采用傅里叶变换红外光谱、原子吸收光谱、X-射线衍射和核磁共振波谱表征了引发剂和MCC反应前后的变化.结果证明,阻聚和变色的机理是在强碱性和高温条件下,纤维素发生了剥皮反应,产生的副产物又极易与引发剂反应,因此导致APA-6中起引发作用的己内酰胺阴离子被消耗,从而使得聚合反应终止.另外,由于己内酰胺溴化镁(C1)的低活性和弱碱性,使得剥皮反应很大程度的降低,进而避免了引发剂阴离子的消耗,从而使得阻聚和变色问题得到明显改善,最终实现了通过反应加工的方法制备APA-6与苎麻纤维复合材料的目的.     

含锆碳硅陶瓷先驱体的半经验理论研究

采用PM6方法对添加了配体Zr(AcAc)4,Zr(NH(C2H5))4,ZrCp2Cl2,ZrCp2ClH形成的16种含锆碳硅陶瓷先驱体(PZCS)和PCS(10)的几何结构、电子属性、反应能进行了系统的理论研究,结果表明:(1)大体积的Zr(AcAc)4带来的的空间效应并未过多的影响Si—Zr键的键长;(2)从单配体衍生物到对应的多配体衍生物HOMO-LUMO能隙趋向于减小,配体Zr(NH(C2H5))4得到的衍生物的能隙下降幅度最大.ZrCp2Cl2得到的衍生物的能隙比对应的ZrCp2ClH的能隙要大;(3)16种PZCS的反应能均为负值,随配体数的增加,Zr(NH(C2H5))4的衍生物的反应能减小,而其他三种配体的衍生物的反应能增大.     

反相高效液相色谱法同时测定胸腔积液中3种氨基酸和3种修饰核苷

提出了反相高效液相色谱法同时测定胸腔积液中3种氨基酸和3种修饰核苷的方法。样品用甲醇提取,离心后上清液以Waters sunfire C18色谱柱为分离柱,不同体积比的甲醇和10mmol·L-1乙酸铵溶液(pH 4.6)的混合溶液为流动相进行梯度洗脱,在278nm处测定酪氨酸、色氨酸,257nm处测定2′-脱氧鸟苷、次黄嘌呤核苷和鸟嘌呤核苷,215nm处测定苯丙氨酸。苯丙氨酸的线性范围为2~2 000μmol·L-1,其余5种化合物为1~1 000μmol·L-1。方法的检出限(3S/N)在0.008 3~0.50μmol·L-1之间。加标回收率在85.8%~106%之间。     

水和白酒中异味物质检测的研究进展

综述了水和白酒中异味物质检测的样品前处理方法(包括液液萃取、固相萃取、液相微萃取、固相微萃取、搅拌棒吸附萃取、吹扫捕集、顶空等)和检测方法(包括气相色谱法、气相色谱-质谱法、气相色谱-飞行时间质谱法)的研究进展(引用文献52篇)。     

香菇生物质基氮掺杂微孔碳材料的制备及其在超级电容器中的应用

采用简易浸泡法和一步碳化/活化法制备香菇生物质基氮掺杂微孔碳材料(NMCs),利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构形貌进行表征,并研究了其超级电容特性。测试结果表明,NMCs的微孔比表面积高达1 594 m~2·g~(-1),且拥有更高数量的含氮官能团,其吡啶型含氮官能团比例也有所提高,展现出优异的超级电容特性。在0.5 A·g~(-1)的电流密度下,其比容量高达325 F·g~(-1),当电流密度上升到20 A·g~(-1)时,其比电容仍然高达180 F·g~(-1),表现出优异的倍率性能;同时,在5 A·g~(-1)的电流密度下,电极经历5 000次充放电循环后具有97.7%的比容量保持率,展现出优异的循环稳定性。这主要归因于NMCs超高的微孔比表面积和丰富的含氮官能团。