结合PBL课例的无机化学线下对分课堂教学设计与实践*

以原电池一节教学设计为例,探索了将PBL课例融入对分课堂教学模式。教学实践表明,新教学模式激发了学生的学习兴趣,提高了学生学习的积极性和主动性,提升了课程教学效果,达到了课程教学目标。对PBL课例与对分课堂有机融合的全新课堂教学模式的建设与发展进行了展望。     

提升学生科研创新能力的应用化学专业实验课程教学体系建设

针对专业实验课程教学体系和教学方式进行了改革探索。从化学实验技能培养出发,以学生为主体,建立分层次的实验教学体系和开放的实验教学模式。在夯实学生的基础实验技能基础上,加强综合实验能力训练,逐步培养学生的科学研究意识和科学研究能力。     

离子液体双水相萃取-蒸气发生原子荧光法测定痕量镉

研究了离子液体1-异戊基-3-甲基咪唑溴代盐-K2HPO4-水双水相体系对镉-双硫腙络合物的萃取性能,建立了测定痕量镉的蒸气发生-原子荧光光谱法.经离子液体双水相萃取后,在离子液体相中的镉-双硫腙络合物经酸化后可直接与还原剂(NaBH4)混合进行蒸气发生反应,并经气液分离后将蒸气引入原子化器中进行原子荧光检测,离子液体的存在不影响蒸气发生过程.考察了双水相系统的组成以及相关实验条件对镉-双硫腙络合物萃取的影响.在最佳实验条件下,样品体积为1 mL时,测定痕量镉的线性范围为0.25～5.0 μg/L,检出限为0.07 μg/L; 相对标准偏差为3.4%(n=9, 2.0 μg/L Cd2+).用国家标准物质GBW08608(水中镉、铬、铜、镍、铅、锌成分分析标准物质)验证了方法的准确性,并对实际水样中的痕量镉进行了测定.     

Gd3+掺杂TiO2纳米复合材料的可见光响应性能

采用溶胶-凝胶技术,在钛酸四丁酯(TBOT)的水解过程中,加入硝酸钆(Gd(NO₃)₃),得到具有可见光响应活性的Gd³⁺/TiO₂复合材料。应用TEM、XRD、TG-DTA和UV-Vis等手段对纳米TiO₂复合材料进行了表征。当Gd³⁺的掺杂量为0.5%时,Gd³⁺/TiO₂复合材料在550 nm附近产生宽强吸收带。Gd³⁺进入TiO₂晶格中,形成了新的掺杂能级(E_g=1.27 eV)。适量Gd³⁺掺杂的纳米TiO₂复合材料的光催化性能优于纯TiO₂粉体材料。     

低温水热合成异形TiO2纳米晶及其表征

70 ℃下在钛酸四丁酯(TBOT)水热合成TiO2过程中, 加入油酸, 控制TiO2颗粒的生长方向, 无需热处理, 直接得到针状和纺锤形锐钛矿TiO2纳米晶. 应用透射电子显微镜、X 射线衍射仪对TiO2纳米晶进行了形貌观察和晶体结构的测定. 红外光谱分析表明, 油酸分子以静电作用吸附于针状TiO2纳米晶的表面. 根据UV-Vis吸收峰, 计算了TiO2纳米晶的禁带宽度. 纺锤形TiO2纳米晶具有较高的光催化活性, 60 min内催化降解了90%的罗丹明B.     

功能化MOFs及MOFs/聚合物复合膜在有机染料和重金属离子吸附分离中的应用

全球工业的发展带来了严重的水污染问题,对含各类有机和无机污染物工业废水的处理也成为了重要研究课题。金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)化合物由于其大比表面积、高孔隙率、有序孔道结构及可调节孔道物理化学性质、热稳定性高、易于合成和丰富的开放活性位点等特点,在诸多领域得到广泛应用,其中在固相吸附/分离领域,特别是吸附水中污染物方面展现出良好应用前景。通过合成后改性、使用含取代基配体原位合成、与特定功能材料复合等方法实现MOFs功能化,可有效增加MOFs材料的吸附活性位点,提高吸附性能和吸附选择性。与MOFs颗粒相比较,MOFs/聚合物复合膜结合了MOFs颗粒的结构与物理化学特性以及聚合物薄膜优秀的分离/载体性能,在有机染料及重金属离子的吸附中表现出优秀的吸附/分离性能。本文重点综述了以染料和重金属离子为代表的有机、无机污染物的吸附去除为目标的MOFs功能化方法,以及MOFs/聚合物复合膜的制备方法,并对未来研究方向和研究前景进行展望。     

“碳达峰碳中和”中的无机化学问题探究——PBL教学实践

依托国家级一流本科课程，融合PBL (Problem-Based Learning)开展混合式课堂教学，设计了PBL教学案例——“碳达峰碳中和”中的无机化学问题探究。引导学生从大气中CO₂污染产生的化学反应过程入手，分析基于降低碳排放开发的CO₂转化新技术的化学反应原理，探讨不同CO₂转化技术的优势和劣势。通过PBL教学实践，将化学理论与工业实践深度融合，在夯实理论基础的同时，使学生的学习能力和解决问题能力得到提升。通过思政教育有机融入，使学生了解到我们国家科技的进步，体现课程教学的立德树人。