基于“教、学、评”一体化的深度学习*——以“气压变化在化学实验中的应用”复习课为例

以气压变化在化学实验中的应用为切入点进行复习。以密室逃脱游戏为情境,通过装置气密性的检查归纳气压改变的原因及其导致的现象,构建处理化学实验中气压变化情况的一般模型;通过改进仪器控制反应发生和停止来强化模型;利用模型分析并改进教材中测定空气中O₂含量的经典实验;利用模型设计实验证明CO₂和NaOH溶液反应的发生。这些学习任务的设计突出了实验探究,促成了模型构建,培养了学生的创新意识,实现了深度教学、发展核心素养的目的。     

氰根桥连的锰钴五核配合物的合成与晶体结构

Reaction of [Mn(bpm)₂]²⁺ with K₃[Co(CN)₅(NO)] produces a cyano-bridged bimetallic compound,{[Mn(bpm)₂]_1.5[Co(CN)₅(NO)]}·2H₂O (1), (bpm=bis(1-pyrazol)methane). Compound 1 crystallizes in the tetragonal space group P4₃2₁2 with a=1.305 08(8) nm, b=1.305 08(8) nm, c=4.386 7(5) nm, V=7.471 5(10) nm³, and Z=8. Complex 1 exhibited a structure of a pentanuclear cluster. The Mn²⁺ ions each are surrounded by bpm ligands, forming the [Mn(bpm)₂]²⁺ cation fragment. Three cation fragments are connected to the two anion fragments, [Co(CN)₅(NO)]^3-, by cyanide bridges. The five metal ions form a trigonal bipyramidal structure, where the Mn²⁺ ions are situated in the equatorial plane and the Co²⁺ ions are on both sides of the plane. As a semirigid ligand, bpm is more flexible than rigid 2,2′-bipydine, and it results in the two different configurations in the [Mn(bpm)₂]²⁺ cation fragment. CCDC: 635764.     

用墨西哥帽小波研究DNA序列的分形特征

结合小波分析和分形理论，采用分数布朗运动(FBM)建立数学模型，研究脱氧 核糖核酸(DNA)序列的自相似性。用DNA walk的方式将DNA序列表达成为一个数字信 号，通过不同小波变换的尺度对应不同特征长度的碱基，选择墨西哥帽小波为母小 波，进行实验考察，结果发现小波系数的图形在许多尺度看上去很相似，大尺度对 应较多的碱基(小波变换尺度为2^7时，对应512个碱基)，能看到概貌；小尺度对应 较少的碱基(小波变换尺度为2^3时，对应32个碱基)，可看到细节。这表明其DNA序 列中存在分形结构，可以用分维数来作为定量描述。这种算法为进一步研究与基因 序列自相似结构有关的基因进化信息提供一种选择的途径。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定汽油中的氯

应用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)建立了定量分析车用汽油中氯的新方法。方法选择航空煤油作为稀释剂,按稀释剂：样品为4∶1(体积比)进行稀释。选取波长134.724 nm为分析谱线,在辅助气中引入0.050 L·min-1氧气,有效的消除积碳,保持等离子体稳定。方法考察了发射功率,雾化气流量,辅助气流量以及氧气流量对氯信背比的影响,确定了ICP-AES的最佳分析条件,通过标准加入法校正基体效应和信号漂移对测量所造成的影响。方法的加标回收率在96.6％～103.9％之间,相对标准偏差(RSD,n=10) 在1.57%～4.49%之间,方法检出限为0.27 mg·L-1。此方法和微库仑法对样品中有机氯的测定结果基本一致,而且,该方法具有不受元素的存在形态限制的优点,测定的结果为总氯(有机氯和无机氯)含量。方法简便,快速,灵敏,拓展了ICP-AES在非金属元素特别是卤素分析方面的应用,可用于车用汽油中氯含量的日常检测,为车用汽油的质量评价提供技术保障。     

DNA序列特征的统计分析

介绍了近年来在多种学科领域对DNA碱基序列的研究中发展起来的定量分析符号序列的方法,归纳了将碱基与数字对应起来的规则和进行统计分析的方法．并给予一定的评价。DNA分子包涵了丰富的化学信息和生物信息,对于DNA序列的统计分析显得非常重要。将DNA序列表达成数字信号通常有从一维到四维4种不同维数空间的映射方式,其相应的统计方法有均方根涨落、熵近似方法、傅立叶变换和小波变换等,各种方法从多个角度多个层次来分析揭示了DNA序列的结构规律。     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定二氧化硅涂料消光剂中10种元素

正消光剂是一种为消除或降低涂料漆膜光泽的助剂,目前涂料中使用的消光剂主要包括有机消光剂和无机消光剂。有机消光剂主要包括蜡和硬脂酸的金属皂,例如:聚乙烯石蜡、氢化蓖麻油蜡状物。无机消光剂主要有超细二氧化硅、滑石粉、高岭土、硅藻土等。二氧化硅是目前涂料中应用最多的无机消光剂[1-3]。随着涂料工业的迅猛发展,为保护人类健康和生态环境,世界主要国家对涂料产品中As、     

石墨烯基气凝胶催化还原特性及其应用

石墨烯基气凝胶(GA)是一种内部连通的三维石墨烯宏观体,其在继承了石墨烯良好的化学稳定性和优良催化性能的同时拥有更高的比表面积和导电性。GA由于其优越的性能和独特的结构在催化、能量存储、吸附等领域得到广泛的应用。本文主要从GA催化还原特性展开,综述了具有不同催化性能的石墨烯基气凝胶的制备方法,将其总结归纳分为GA、掺杂型GA、复合型GA以及掺杂复合型GA四种类型,并详细介绍了制备方法对石墨烯基气凝胶催化性能的影响。石墨烯基气凝胶因具有优良的电化学活性和催化特性,在燃料电池、染料敏化太阳能电池、微生物电解池和电化学传感器等领域具有广泛的应用前景。最后对石墨烯基气凝胶在催化领域的应用前景进行分析和展望。     

ICP-OES雾化系统对汽油中不同硅化学形态测量的适应性研究

汽油中含硅化合物的存在会在燃烧时形成二氧化硅沉积于汽车燃烧系统的不同部位,进而导致车辆故障的发生。汽油中的含硅化合物可能以不同的形态存在。采用有机直接进样模式的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定油品中的微量杂质因其方便、快速正得到越来越多的应用。本文研究了不同的ICP-OES雾化系统对不同形态含硅化合物测量的影响。对于微量旋流雾化系统,硅的发射强度与硅化学形态有明显关系,硅化合物挥发性越大,硅元素的发射强度就越强。微量可控温旋流雾化系统可改善易挥发性硅元素的发射强度增强效应,但仍无法完全消除此增强效应。直接注入高效雾化器(DIHEN)雾化系统的应用,可有效消除易挥发性硅的发射强度增强效应,比较适合汽油中硅含量的测定。DIHEN-ICP-OES方法的加标回收率为92.8%～108.7%,相对标准偏差(RSD,n=10)为1.05%～4.63%,方法检出限为0.05 mg·kg-1。与传统微波消解法相比,DIHEN-ICP-OES具有简便,快速,灵敏,准确度较高的优点,可用于汽油中硅含量的直接检测。     

基于光谱技术的Bipls算法结合CARS算法的苹果可溶性固形物含量检测

可溶性固形物含量是判断苹果内部品质的重要参考属性之一。利用高光谱技术获取苹果感兴趣区域的反射光谱,以S-G平滑(Savitzky-Golay smoothing)和直接正交信号校正(Direct orthogonal signal correction, DOSC)算法对光谱数据进行梯度预处理后,用后向区间偏最小二乘法(Bipls)优选出3,5,6,7,8,9,13,14,15,16,17,18,19,20,21,23等16个子区间,共计177个波长。结合竞争自适应重加权采样算法(CARS)再作进一步筛选,提取出449.6,512.9,544.8,547.2,594.3,596.8,928.2 nm等7个特征波长,利用偏最小二乘算法(PLS)建立基于特征波长的可溶性固形物含量检测模型,所得模型评价为R_c=0.906 2,RMSEC为0.482 2,R_p=0.871 6,RMSEP为0.614 0。该算法模型预测性能同Bipls和Bipls-SPA模型相比更为优异,证明了Bipls结合CARS算法在提高苹果可溶性固体物含量检测精度方面的有效性。     

聚合离子液体毛细管气相色谱固定相的性能评价

离子液体作为毛细管气相色谱固定相的选择性和热稳定性是近年人们关注的课题。本文合成了1-烯基-3-苄基咪唑-二(三氟甲基磺酰)亚胺盐(VBIm-NTf2)离子液体并经毛细管柱内聚合制得了聚合离子液体PVBIm-NTf2色谱柱。与VBIm-NTf2色谱柱相比,PVBIm-NTf2色谱柱具有良好的色谱选择性和热稳定性。PVBIm-NTf2色谱柱对Grob试剂、醇混合物、酯混合物和苯系物等都表现了很好的分离能力,并且色谱峰峰形窄且对称。该聚合色谱柱在250 ℃下老化6 h后仍具有良好的分离能力和选择性。本文还测定了PVBIm-NTf2的Abraham溶剂化参数,解析了该固定相与溶质间的相互作用,相关研究国内尚未见报道。研究表明,对常规离子液体进行柱内聚合是改善常规离子液体气相色谱固定相的热稳定性和选择性的有效途径。