离聚物型自修复高分子材料的研究进展

自修复是指材料在受到损伤后可自行修复,并在一定程度上恢复其力学性能的特性,对提高材料的使用寿命及安全性具有重要意义。离聚物中的离子基团在一定条件下由于静电相互作用及与主链的不相容性而相互聚集,形成动态可逆的物理交联点,从而赋予了离聚物材料在无外加修复剂的条件下即可实现自修复的特性。本文系统评述了离聚物型高分子材料的自修复过程与机理、常用的离聚物体系、激发离聚物自修复行为的方式及影响离聚物自修复特性的因素。     

BiOBr/g-C3N4 S型异质结无H2O2光-自芬顿高效催化降解RhB

通过焙烧-超声混合法成功地制备了BiOBr/g-C₃N₄ S型异质结复合光催化剂。采用多种表征手段对样品物理属性进行了表征,包括X射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-VisDRS)。研究了所制备样品有/无Fe³⁺的光-自芬顿催化/光催化降解罗丹明B (RhB)性能。通过捕获实验确定了光催化反应中的主要活性物种,提出了光-自芬顿反应的降解机理。研究结果表明,BiOBr/g-C₃N₄ S型异质结能原位生成H₂O₂,添加Fe³⁺后,H₂O₂被原位活化成活性物种且光生电流和载流子分离效率获得显著提高。该光-自芬顿过程能高效降解RhB,其反应速率常数为0.208 min^-1,约为无Fe³⁺光催化反应速率常数的5.3倍,在光-自芬顿循环使用过程中表现出良好的稳定性。Fe³⁺的加入促进了光生电荷的分离和H₂O₂的活化,超氧阴离子自由基(·O₂^-)、空穴和羟基是光-自芬顿催化过程中的主要活性物种,且·O₂^-作用更大。     

乙烯基二茂铁、丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物的合成及性能研究

以乙烯基二茂铁、丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为共聚单体,采用自由基聚合法合成了具有水溶性和氧化还原活性的聚合物,并通过示差扫描量热法、傅里叶红外光谱、紫外-可见吸收光谱,及电化学方法对其玻璃化转变温度、化学组成、质子化作用及电化学性能进行了分析。实验结果表明该共聚物为乙烯基二茂铁、丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯三元共聚物。该共聚物具有较好的水溶性和柔性,这些特点有利于提高修饰电极电子转移的效率,以及实现酶活性中心与电极之间的直接电子转移。共聚物中的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯结构单元在近中性的溶液中可发生质子化作用,可与酶之间形成离子键从而有利于缩短酶活性中心与电极表面之间导电路径。共聚物的电化学性能表现出良好的氧化还原可逆性,且实现了共聚物与电极之间的可逆电子转移。另外该共聚物在溶液中的扩散系数较低,有利于提高修饰电极的稳定性。     

BiOBr/BiPO4 p-n异质结光催化剂的一步水热法制备及性能

通过一步水热法成功地制备了BiOBr/BiPO_4 p-n异质结复合光催化剂。采用多种表征手段对样品物理属性进行了表征,包括X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附等温线、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。样品光催化活性通过可见光(λ420 nm)降解罗丹明B进行评价,考察了BiPO_4含量对所制备光催化材料活性的影响,通过捕获实验确定光催化反应中的主要活性物种,并提出了其光催化机理。研究结果表明,BiPO_4的最佳含量(物质的量分数)为10%,此时所制备催化剂活性最好,其反应速率常数为0.14 min~(-1),约为纯BiOBr的3.7倍,且3次循环使用后仍保持较高的催化活性。催化活性的提高主要由于BiOBr/BiPO_4 p-n异质结的形成,提高了光生载流子的分离效率,从而提高了光催化活性。同时,对污染物吸附能力的提高也起到促进作用。空穴和超氧基阴离子自由基是光催化过程中的主要活性物种,3种活性物种作用大小依次为空穴超氧阴离子自由基羟基自由基。     

问题驱动教学法在物理化学教学中的应用——以胶体化学部分内容讲授为例

比较了传统教育与创新教育的区别,分析了选用问题驱动教学法的必要性。以胶体化学部分内容讲授为例,介绍了问题驱动教学法的实施步骤与实施过程,总结了实施过程中应注意的问题。教学实践结果表明:问题驱动教学法能有效调动学生自主学习、自主探索的兴趣与积极性,课堂讨论气氛活跃、激烈,学生学习效果好,能有效完成教学目标。     

Heck型交叉偶联反应用负载型Pd催化剂的催化性能

由于催化活性与立体选择性高,Pd催化剂广泛应用于Heck型交叉偶联反应,其催化机理通常依次包括Pd(0)氧化加成、加成、β-H消除、还原性消除等四步。对于无机非金属、有机高分子及有机-无机复合材料负载型Pd催化剂,Pd浓度的升高增大了催化表面积,Pd-载体吸附作用的加强、载体尺寸的减小及表面结构性的增加提高了Pd的分散度; Pd不饱和配位活性位的增多促进了其与反应物形成配位中间体,溶剂对载体溶胀度的增高扩大了Pd与反应物的有效接触面积,而碱的碱性与用量的增加加速了Pd在催化循环中的再生,这些均提高了Pd的催化活性。然而,随着反应温度的升高,Pd的催化活性一般先升高,至某一适中温度时达到最高值,之后因Pd的热聚集过于显著转而降低。研发催化机理明确、催化活性高、立体选择性强、可重复使用性好的负载型Pd催化剂为Heck反应研究的发展趋势之一。     

"鸡尾酒"实验——无机元素化学实验中美育迁移作用的探索

以“美育”内涵中“培养发现美的能力”为契合点,借助大一新生在无机元素化学实验中发现美时获取的成就感,引导学生在追求“美丽”实验结果的过程中,自发地对基本操作进行训练和提高,由此发挥美育在无机化学实验教学过程中的迁移作用。以钴离子形成多色配合物为“点”,带动学生持续发现实验中更多的“美”,逐步培养细心、耐心和恒心的素养。同时,在新高考、新生源背景下,注重大一新生化学学习兴趣的提高,将直接影响到其对专业的认知及职业的认同,因而其积极作用是不容忽视且意义深远的。     

纳米铁酸铋及其改性物的环境催化性能

铁酸铋（BiFeO₃）是一种典型的钙钛矿型氧化物,具有一定的可见光催化和多相类芬顿催化性能。在可见光照射且存在过氧化氢的情况下,BiFeO₃可活化过氧化氢并产生强氧化性物种,这些物种会攻击污染物分子从而使其降解。但BiFeO₃量子效率不高,光生电子和空穴容易复合;其活化过氧化氢的能力也有待提高。本文综述了近二十年来铁酸铋及其改性物作为可见光催化剂及多相类芬顿催化剂的研究进展,重点介绍了在制备过程中对其形貌的调控、贵金属沉积、离子掺杂、半导体复合、或负载于其他材料表面等改善其环境催化性能方法与效果,改性后发现BiFeO₃的可见光催化和多相类芬顿催化性能均得到提升。最后,对铁酸铋复合催化剂未来的发展方向进行了展望。