化学科研基础与创新实验课程建设的探索与实践

大学生的科研能力训练和创新能力培养是大学本科教学的核心问题之一。化学实验教学是实现全面化学教育最有效的形式,对学生科研素质和创新能力的培养至关重要。课程团队将本院科研与实验教学有机结合,提升了实验教学梯度和深度。本文主要从课程定位与目标、课程团队建设、课程内容建设、课程实施与评价等方面介绍课程建设情况。经过近十年的探索与实践,该课外科研实验课程教学在人才培养、教改和科研等方面均取得了不错的成效,有效地促进了实验课程改革。同时,针对课程中的不足,本文提出进一步的改进方向与措施,并对未来做出展望。     

二种求算晶体平面间距d_(hkl)的数学方法

用数学方法推导出结构化学晶体学中晶面间距的一般通式,并在此基础上推导出其他晶系的晶面间距(d(hkl))的计算表达式。     

氧化锰表面改性活性炭电极材料的电化学特性

用Mn(NO3)2溶液浸渍-高温热解法对普通活性炭进行表面改性处理以改善其电化学性能. 采用氮气吸附、SEM、XRD等方法研究改性活性炭的比表面积、孔结构、形貌和氧化锰的晶体结构; 用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学方法研究了改性活性炭电极构成的电化学电容器的性能. 结果表明, Mn(NO3)2热解产生的多价态氧化锰有法拉第赝电容效应, 尤其是立方晶形结构的α-Mn2O3, 与活性炭的双电层电容构成了复合电容, 因而改性炭材料的比电容有明显的提高, 其质量比电容达到254 F·g-1, 比未改性炭的165 F·g-1提高了54%. 改性炭电极电化学电容器具有优异的充放电可逆性和稳定性, 而且等效串联电阻较小, 只有0.40 Ω; 经2000次循环的长期测试, 容量保持率几乎达到100%.     

铂电极上异黄樟油和胡椒醛电氧化的SERS研究

采用循环伏安(CV)法和原位表面增强拉曼光谱(SERS)技术, 研究了非水体系中反应物异黄樟油和目标产物胡椒醛在粗糙铂电极上的电氧化行为, 发现胡椒醛在电位≥1.50 V时将进一步氧化, 而且从分子水平证实, 在胡椒醛的氧化电位(≥1.50 V) 下, 波长为632.8 nm的激光对胡椒醛的氧化有助催化作用. 由异黄樟油直接电氧化合成胡椒醛的电位(E)应控制在1.20 V相似文献   

以嵌入化合物为正极的混合超级电容器

本文对以嵌入化合物为正极的混合超级电容器的发展做了扼要介绍,重点阐述了本试验室在水系电解液、电极材料(活性炭、MnO2、V2O5、LiCoO2、LiMn2O4、NaxMnO2和KxMnO2)和混合超级电容器体系的研究结果.值得注意的是,以含碱金属的嵌入化合物为正极材料的混合超级电容器更具良好的应用前景,因为该体系不同于...     

以偏钛酸为原料制备高效负载型纳米TiO2/活性炭光催化剂

以颗粒活性炭(AC)为载体, 偏钛酸为钛源, 采用浸渍-水热法制备负载型TiO2光催化剂, 在300～800 ℃下热解处理. 利用X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱和氮气吸附对催化剂样品进行了表征. 以甲基橙(MO)降解为模型反应, 对负载型TiO2光催化性能进行评价. 结果表明, 经600 ℃焙烧的样品具有最佳光催化性能, 为锐钛矿晶型, 负载于活性炭上的TiO2是由30～50 nm的球型颗粒组成. 负载型TiO2/AC光催化剂的光催化活性高于相同方法制备TiO2和AC混合物及商业化产品Degussa P25与活性炭混合物, 光降解反应符合一级反应动力学方程. 催化剂重复使用5次其光催化活性基本保持不变.     

多孔二氧化钛微球的制备、表征及其光催化性能

以Lutensol TO(异构十三醇聚氧乙烯醚)系列非离子表面活性剂为辅助剂,采用溶胶-凝胶法制备了比表面积高、孔径分布窄的锐钛矿型TiO2多孔微球,并用透射电镜、扫描电镜、热重-差热分析、X射线衍射和氮吸附进行了表征.以亚甲基蓝降解为模型反应评价了其光催化性能,并与商品化TiO2Degussa P25进行了比较.实验结果表明,样品在425℃焙烧后,形成具有孔状结构的锐钛矿型TiO2微球,粒径为0.7~1.0μm,比表面积为70.5 m2/g,总孔容为0.12 cm3/g,平均孔径为4.26nm,晶粒尺寸为12 nm.这种多孔TiO2微球具有较高的催化活性,与Degussa P25纳米TiO2的催化活性相当.     

铂钌电极上乙醇解离吸附与氧化行为的原位SERS研究

应用电化学循环伏安法和原位表面增强拉曼光谱研究了乙醇在Pt-Ru电极上的解离吸附与氧化行为，首次获得了酸性介质中乙醇在Pt-Ru电极上解离吸附的表面拉曼光谱。实验表明：乙醇在粗糙铂和Pt-Ru电极上均能自发地解离出强吸附中间体CO9而且在Pt-Ru电极上，强吸附中间体CO氧化的过电位比在粗糙铂电极上降低了约140mV，初步证实酸性介质中乙醇在Pt-Ru电极上的氧化遵从双途径机理。本研究结果说明，表面增强拉曼光谱技术能拓展到有实用价值的电催化体系。     

薄层晶状α-MnO_2/活性炭复合电极材料的制备和电化学性质

以自制活性炭(AC)为载体,(NH4)2S2O8为氧化剂、MnSO4为还原剂和锰源、(NH4)2SO4为模板试剂,通过原位水热沉积法制备了α-MnO2/AC系列复合电极材料.分别采用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2吸附/脱附等方法对试样的晶型结构、形貌、比表面积和孔结构进行了表征;用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了材料的电化学性质.结果表明,在MnSO4浓度为0.075mol·L-1的水热条件下,获得了薄层晶状α-MnO2/AC复合材料.在电流密度为3mA·cm-2时,该材料电化学性能优异,比电容为374.5F·g-1,较沉积前AC的252.7F·g-1有显著提高,增幅为48.2%;α-MnO2/AC复合电极有良好的充放电特性和循环稳定性,经1000次恒流充放电测试,容量保持率达到95%。     

理想气体在不同可逆过程中的热力学函数的数学解析

利用热力学函数关系,推导出理想气体在不同可逆过程中的热力学函数的一般表达式;进而利用洛必达法则,推导出等温可逆过程中的热力学函数表达式。