分析化学理论与实践的融合教学策略——以配位滴定为例

以配位滴定的理论与实验教学为例,基于问题驱动教学法(PBL)教学法,探讨理论与实践相融合的教学策略,培养学生的核心学习能力。     

Z-机制g-C3N4/Bi/BiOBr异质结光催化剂制备及其可见光降解甲醛气体研究

通过将BiOBr纳米片与g-C₃N₄复合,然后原位还原,合成了具有纳米花状结构的三元异质结光催化剂g-C₃N₄/Bi/BiOBr.对g-C₃N₄/Bi/BiOBr的结构、形貌、元素价态和光学性能等进行了表征和研究.评估了g-C₃N₄/Bi/BiOBr对气体甲醛的光催化降解活性. g-C₃N₄/Bi/BiOBr在可见光照射下降解甲醛的活性与g-C₃N₄、 BiOBr单体和g-C₃N₄/BiOBr二元复合物相比显著提高. 20%-g-C₃N₄/Bi/BiOBr复合物可以在60 min内(λ> 400 nm)降解80%的气态甲醛(初始浓度0.16 mg·L^-1).     

学习轨迹视角下的化学教师教育课程建设机制与路径——中学化学课程与教材研究

从学习轨迹的理论视角,立足于课程能力提升取向,基于首都师范大学教师教育学院化学教育硕士必修课程“中学化学课程与教材研究”5轮实证改进的探索,揭示职前化学教师教育必修课程建设的机制与路径。学习目标确认、学习任务拆解与设计、职前教师课程能力进阶假设这3项要素之间的互动作用是课程建设的机制。课程建设路径为：知识精致→方法获得→价值确认→结果实现→学理揭示。     

以生活痛点为驱动性问题的项目式实验教学实践——深色和浅色衣物混洗串色

在项目式教学中,驱动性问题的设计和实施是保证项目式学习高效运行的关键。以生活痛点“深色和浅色衣物混洗串色”为真实情境,开展驱动性问题的设计和实施策略研究,开展基于实验教学目标达成度的驱动性问题反思与再设计研究,对轻化工程专业实验教学进行创新改革尝试,以突破传统的验证性实验教学的弊端。     

脱氢枞酸酯键合硅胶色谱固定相的制备及应用

将天然可再生资源脱氢枞酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应制得脱氢枞酸酯（DAGME）,并将其通过“巯-烯”点击反应接枝到巯基功能化硅胶表面,制备得到一种疏水型脱氢枞酸酯键合硅胶色谱固定相（SilDAGME）。利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热失重分析（TGA）和元素分析（EA）对固定相进行表征,结果表明Sil-DAGME固定相成功制备。以烷基苯、Tanaka测试混合物、多环芳烃、酚类化合物和黄酮类化合物作为分离对象对Sil-DAGME的分离性能及保留机制进行评价。研究发现Sil-DAGME除疏水作用保留机制外,还具有氢键和π-π相互作用。基于多种保留机制的协同作用,Sil-DAGME对上述分析物均表现出良好的分离性能。此外,Sil-DAGME不仅具有良好的重现性（RSD为0.050%～0.19%,n=10）、稳定性（RSD为0.25%～1.0%,n=7）和可重复制备性（RSD为0.78%～2.1%,n=3）,还对红豆杉树皮粗提物表现出良好的分离效果。将脱氢枞酸用于制备新型的色谱填料不仅为紫杉醇的分离和检测提供了一种新途径,也为以天然产物松香作为功能配体设计和制备新型固定相提供了参考。     

金属氧化物中氧空位缺陷的催化作用机制

金属氧化物由于其良好的活性、选择性和稳定性,在实验和工业催化领域已被广泛研究,用于一些重要的反应过程如CO₂还原、水煤气转化、氮还原反应、析氧反应等。现已证明,很多金属氧化物的缺陷是发生催化反应的活性位点,其中氧空位缺陷的作用最具代表性。氧空位缺陷作为一种重要的点缺陷可以影响材料的局域几何结构和电子结构,从而影响其催化活性,因此具有非常重要的研究意义。本文从金属氧化物中氧空位缺陷的形成机制出发,介绍其分类及调控策略,重点综述了氧空位缺陷在热催化、电催化和光催化反应中的作用特点及催化反应机制,最后对具有非金属空位缺陷催化剂的潜在应用及未来挑战进行了总结与展望。     

Rh（III）催化的N-甲氧基苯甲酰胺系列物选择性C-H氰基化反应

采用了最近热门的Rh(III)催化C?H键活化方法,以N-甲氧基苯甲酰胺系列物为反应底物, N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺(NCTS)为氰基化试剂,高效合成了含氰基官能团产物。结果表明,该反应在碳酸银存在下,使用二氧六环作为反应溶剂,于80°C反应8h生成的邻位氰基取代的N-甲氧基苯甲酰胺的产率较高。进一步研究表明,该反应具有好的区域选择性和底物/官能团适应性。一系列机理实验研究表明,该反应可能采用了一个内部的亲电取代机制及使用了C?H键切割步骤作为关键限速步骤。考虑到该反应产物包含有价值的结构单元-N-甲氧基甲酰胺和氰基取代基,因而有望用于现代有机合成中。     

催化裂化条件下噻吩与改性Y分子筛的作用机制

以HY、NiY和稀土离子改性的Y分子筛(REY)为研究对象,采用固定床装置评价噻吩模拟油催化裂化性能;运用气相色谱-氢火焰离子发光检测器(GC-FID)、气相色谱-硫化学发光检测器(GC-SCD)和原位红外光谱技术分析产物,关联分子筛的酸性,研究催化裂化条件下噻吩与改性Y分子筛的作用机制。实验结果表明,催化裂化条件下,噻吩与分子筛的作用机制差异主要取决于与B酸或L酸相关的非骨架铝物种或金属离子物种的存在形式。其中,NiY分子筛中,噻吩主要是吸附在与NiOH⁺物种相关的L酸中心,而Ni₄AlO₄³⁺等物种减弱B酸性中心从而降低其裂化性能。对HY来说,噻吩易在与AlO⁺等物种相邻的B酸中心上聚合形成三联噻吩,并发生一定的氢转移和裂化反应;而对REY而言,分子筛中与RE物种相关的L酸位会促进噻吩在与非骨架铝羟基等物种(如Al(OH)₂⁺、Al(OH)²⁺等)相邻的B酸中心形成的二联噻吩发生氢转移和裂化反应。     

非线性啁啾频率对势阱产生正负电子对的增强

用计算量子场论方法研究了非线性啁啾频率对势阱中正负电子对产生的增强效应。研究了由静态势阱和动态势阱组成的组合势阱中产生的正负电子对的密度、产额和能谱等性质随着啁啾参数的变化,分析了组合势阱的频谱和瞬时束缚态。发现非线性啁啾效应对低频区域比较敏感,与固定频率情况相比可以使粒子数增加2～3倍。与组合势阱相比,非线性啁啾效应对单个振荡势阱更敏感。在低频下单个振荡的势阱中正负电子对产额可提高多个数量级。这是因为在低频下单个振荡的势阱中,主要通过量子隧穿过程产生的正负电子对数目非常低。非线性啁啾效应增加了高频场成分,提高了多光子过程和动力学辅助机制。由于高频抑制作用,所以非线性啁啾效应对高频区域粒子的增量不大,甚至会抑制正负电子对的产生。     

混合驱动中直驱激光焦斑尺寸对点火性能的影响

研究针对混驱点火模型,保持直驱激光能量不变,针对1 200,1 400和1 500μm直驱光焦斑尺寸,采用数值模拟,研究其对点火性能的影响。研究表明：直驱光焦斑尺寸是影响混驱点火性能的敏感因素。1 500μm焦斑尺寸可实现近一维点火。1 400μm焦斑尺寸放能接近一维放能的40%。1 200μm焦斑尺寸点火失败,仅仅处于燃烧等离子体状态。分析表明,1 200μm焦斑尺寸条件下点火失败的原因是：其产生的局部强光强和高驱动不对称性,会导致燃料熵增加及燃料面密度扰动增加。燃料熵的增加将会降低燃料压缩性,不利于创造高温高压点火条件,形成的燃烧波较弱。燃料面密度扰动增加会导致燃烧后壳层不稳定性剧烈增长。推断在小焦斑尺寸条件下,弱燃烧波及高燃料面密度扰动增长,会导致高密度尖钉难以被有效点燃,无法形成升温与燃烧的正反馈。同时,燃料区域内界面不稳定性发展产生的尖钉结构将降低热斑温度,产生的气泡结构将引起热斑体积迅速变大,导致热斑快速降温乃至点火失败。