基于师生共建自制慕课的化学史信息化教学初探

针对化学史教学的现状和00后“移动学习”的特点,通过师生共建的方法自制化学MOOC,基于自制的MOOC,进行信息化教学。教师通过教学智慧工具超星学习通充分与学生互动,激活课堂;学生通过个人展示(分享),演绎“化学史小剧场”并制作小视频,自主学习了大量化学史的知识,提升了学习能力,培养了核心素养;结合超星学习通的直播功能,提高了学习兴趣。该教学方法为自制线上资源进行信息化教学提供了参考。     

刮膜蒸发器内非牛顿流体流场特性数值模拟

刮膜蒸发器是通过旋转刮板强制成膜,可实现高黏度非牛顿流体类物料平稳蒸发的新型高效蒸发器.蒸发器内流体的流动、分布与传输机制直接决定了蒸发器的蒸发效率与功耗.不同于现有研究主要基于牛顿流体开展,本文针对不同黏度的非牛顿流体,建立蒸发器三维计算流体动力学模型,系统研究了蒸发器内的流场分布特性和成膜机理.结果表明:低黏非牛顿流体的流场分布特性和牛顿流体类似,物料可在壁面形成均匀且连续的液膜;随着黏度的增加,液膜的均匀性和连续性逐渐变差.通过对流场分布与传输形式的研究,结合液膜分布、速度分布、剪应变率分布,以及黏度分布进行对比分析发现,蒸发器内部结构与运行状态形成的剪切场与黏度分布是蒸发器良好成膜的关键.此外,提出对刮板前缘进行弯折可辅助高黏流体液膜铺展,并对最佳弯折角度进行探索.本研究为刮膜蒸发器的设计和应用提供了理论指导与依据.     

悬浮石墨烯摩擦特性

石墨烯作为固体润滑剂在微/纳米机电系统中具有巨大的应用潜力.本文在SiO_2/Si基底上制备了微孔阵列,将石墨烯剥离在微孔上,形成悬浮结构.使用原子力显微镜研究悬浮石墨烯和支撑石墨烯的摩擦特性,结果表明:悬浮石墨烯表面摩擦力比基底支撑石墨烯明显减小,同时在支撑石墨烯上出现的摩擦增强效应也消失.随着石墨烯厚度的增大,面外刚度逐渐增大,悬浮石墨烯与支撑石墨烯的摩擦力差异逐渐减小.此外,使用预磨损探针时,悬浮石墨烯和支撑石墨烯的摩擦力都显著增大,且悬浮石墨烯的摩擦力依然比支撑石墨烯小.通过对比不同厚度石墨烯,不同针尖半径时悬浮石墨烯与支撑石墨烯表面摩擦力的变化,揭示了面外变形对石墨烯摩擦力的影响,为有效提高石墨烯固体润滑剂的摩擦性能提供了理论指导.     

合成ZnO纳米阵列及刺突状CuO/ZnO异质结

采用低温水热法在掺氟SnO₂ (FTO)导电玻璃表面制备ZnO纳米阵列, 研究了前驱体溶液浓度摩尔配比对ZnO纳米阵列形貌、光学性能及其生长机理的影响. 研究发现, 随着前驱体溶液浓度摩尔配比的增加, ZnO纳米阵列形貌及光学性能也随之变化. ZnO纳米阵列高度逐渐降低, ZnO纳米阵列直径和光学带隙值大体上出现先增大后降低的趋势. 而当前驱体溶液(Zn(NO₃)₂:环六亚甲基四胺(HMT, C₆H₁₂N₄))浓度摩尔配比为5:5时, 其光学禁带值(3.2 eV)接近于理论值. 结果显示制备ZnO纳米阵列的最优浓度摩尔配比为5:5. 随后选用最优浓度摩尔配比下制备的ZnO纳米阵列为基底, 通过一种两步溶液法成功在其表面制备刺突状CuO/ZnO异质结.从场发射扫描电镜(FE-SEM)结果中可以清楚看见, 大量的CuO纳米粒子沉积在ZnO纳米阵列表面形成刺突状异质结结构.研究发现该CuO/ZnO纳米异质结相对于纯ZnO纳米阵列在紫外光下光催化性能明显增加. 最后, 讨论了CuO/ZnO纳米异质结光催化机理.     

丙烯酸接枝邻苯二酚衍生物的二次聚合

合成了2种聚合前驱体邻苯二丙烯酸酯(o-PDA)和2-甲氧基苯丙烯酸酯(2-MOPA), 分别通过与丙烯酸(AA)自由基共聚得到邻苯二丙烯酸酯-丙烯酸共聚物(O1)和2-甲氧基苯丙烯酸酯-丙烯酸共聚物(O2). 产物邻苯二酚(o-DHB)-O1(质量比1∶1)和1-羟基-2-甲氧基苯(HMOB)-O2(质量比1∶1)分别在乙腈/二氯甲烷-三氟化硼乙醚体系中直接阳极氧化聚合获得交联网状共聚物P1和P2. P1和P2均可溶于DMSO, 而难溶于ACN, DCM和THF等有机溶剂. 通过UV-Vis, FTIR和 ¹H NMR对交联共聚物膜的结构进行了表征. AA的引入不仅可以增加链的柔韧性, 而且提高了共聚物的力学性能. 而o-DHB/ HMOB的引入极大地减弱了单体的聚合位阻, 实现了单体的二次聚合, 同时也增强了单体及聚合物的电化学活性. 荧光光谱显示, 得到的2种交联共聚物膜分别在415和487 nm处有较强的发射峰, 表明共聚物仍具有良好的蓝色发光性能, 且聚丙烯酸结构的引入并没有对聚邻苯二酚(Po-DHB)和聚(1-羟基-2-甲氧基苯)(PHMOB)产生较大的荧光猝灭作用. 热重分析曲线(TGA)表明2种交联共聚物膜均具有较高的热稳定性.     

对氨基二苯甲酮光吸收和光反应活性的含时密度泛函研究

利用含时密度泛函理论研究了对氨基二苯甲酮(p-ABP )的气液相吸收光谱性质．结果表明，p-ABP单重态的性质随着溶剂极性的变化发生明显的改变．在极性溶剂乙腈、甲醇、乙醇、二甲亚砜和二甲基甲酰胺中，S1态是产生于π→π*跃迁的电荷转移态；在非极性溶剂环己烷和苯中，S1态是产生于n→π*跃迁的局域激发态．对于p-ABP三重态的计算结果表明，无论是极性溶剂中还是非极性溶剂中T1态都具有π→π*构型．不同溶剂中激发态构型和跃迁能的变化情况表明，对应于n→π*跃迁的吸收光谱随着溶剂极性的增加出现明显的蓝移，对应于π→π*跃迁的吸收光谱则随溶剂极性的增加出现明显红移．通过对计算结果进行分析，讨论了对氨基二苯甲酮三重态量子产率在不同溶剂中的变化情况和它在氢提取反应中表现出低光还原反应活性原因．     

刮膜蒸发器内非牛顿流体流场特性数值模拟

刮膜蒸发器是通过旋转刮板强制成膜,可实现高黏度非牛顿流体类物料平稳蒸发的新型高效蒸发器.蒸发器内流体的流动、分布与传输机制直接决定了蒸发器的蒸发效率与功耗.不同于现有研究主要基于牛顿流体开展,本文针对不同黏度的非牛顿流体,建立蒸发器三维计算流体动力学模型,系统研究了蒸发器内的流场分布特性和成膜机理.结果表明:低黏非牛顿流体的流场分布特性和牛顿流体类似,物料可在壁面形成均匀且连续的液膜;随着黏度的增加,液膜的均匀性和连续性逐渐变差.通过对流场分布与传输形式的研究,结合液膜分布、速度分布、剪应变率分布,以及黏度分布进行对比分析发现,蒸发器内部结构与运行状态形成的剪切场与黏度分布是蒸发器良好成膜的关键.此外,提出对刮板前缘进行弯折可辅助高黏流体液膜铺展,并对最佳弯折角度进行探索.本研究为刮膜蒸发器的设计和应用提供了理论指导与依据.