珍稀克隆植物北极花有性繁殖状态及传粉模式研究

有性繁殖是克隆植物适应不稳定环境和物种地理迁移的重要手段.分布于欧洲的克隆植物北极花因其有性繁殖率过低而濒危,新疆位于北极花欧亚分布区的边缘居群,该居群有着怎样的有性繁殖状态与传粉模式仍不清楚.研究表明:1)北极花单花期4～5d,花开放时,花冠内壁具毛状附属物,交叉成网状覆盖在雄蕊上,随着毛状附属物的逐渐倒伏,二强雄蕊两两序次呈现;2)自然状态下,80%以上的柱头上有充足的花粉,且能正常萌发,但能够生长到子房的花粉管数量仅占总花粉数的1/3左右;3)北极花的访花者主要有蝇、食蚜蝇、独居蜂,访花频率为0.102 4±0.056 7次/花/h.但传粉距离很短,主要集中在0～20cm范围之内;4)结实初期北极花的结实率高达82.18±1.48%,而后期大量脱落,仅为34.85±4.18%.北极花的克隆构型、雌雄异位、单花及花粉的序次呈现等成为延长散粉期、促进异交的重要性状;但较短的传粉距离,使其仍然不能避免高比例的同株异花授粉,以及由此导致的雌、雄性适合度代价及低的有性繁殖率.     

暗怪波的相互作用

以耦合非线性薛定谔方程为理论模型,数值研究了两个一阶暗怪波在正常色散单模光纤中的相互作用.基于一阶暗怪波精确解,采用分步傅里叶数值模拟法,从间距、相位差和振幅系数比方面讨论相邻两个一阶暗怪波之间的相互作用.基于二阶暗怪波精确解,讨论了两个一阶暗怪波的非线性相互作用.研究结果表明:同相位情况下,间距参数T1为0、5、20时,相邻两个一阶暗怪波相互作用激发产生“扭结型”暗怪波.相比较于单个暗怪波发生能量的弥散,“扭结型”暗怪波分裂形成多个次暗怪波.反相位情况下,间距参数T1为2、7、12时,相邻两个一阶暗怪波相互作用也可以激发产生“扭结型”暗怪波.并且“扭结型”暗怪波初始激发的空间位置偏离原始单个暗怪波的位置5.振幅系数比越大,该空间位置越接近5.二阶暗怪波可以看作是两个一阶暗怪波的非线性叠加,复合型和三组分型二阶暗怪波与相邻两个一阶暗怪波的相互作用略有相似.     

四种次磷酸盐的合成

合成了次磷酸钙、次磷酸铁、次磷酸钡、次磷酸锌4种次磷酸盐，产率依次为94.7%、 98.1%、80.6%、 60.3%，粒径2~4 μm，其结构经SEM、 IR和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)确证。      

基于MoS2纳米花的表面离子印迹材料的制备及性能

以镉离子做模板离子,以多巴胺为功能单体和交联剂,通过多巴胺的自聚合反应,在二硫化钼(MoS₂)纳米花的表面形成一薄层镉离子印迹聚合物。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)以及比表面和孔径分布分析等表征了离子印迹材料(IIM)的形貌和结构,确证了印迹聚合层的生成。平衡吸附实验结果表明,由于IIM的印迹位点位于MoS₂纳米花的表面,可接触性好,因而IIM对镉离子结合速度快,吸附25 min即可达到平衡。同时,该印迹材料具有很好的印迹效果(印迹因子为6.877),对镉离子有很强的特异性识别能力,特异性结合量为518.1μmol/g。Scatchard模型分析表明印迹材料的结合位点对镉离子的亲和力不是均一的,可以分为高亲和力和低亲和力两部分。吸附等温模型分析表明,印迹材料对镉离子的吸附行为符合Langmuir吸附等温模型,由该模型可以计算出其对镉离子的最大吸附量为1081.0μmol/g。本研究为制备对重金属离子具有高选择性吸附能力的印迹材料提供了一种简单、可靠的方法。     

CO2超临界状态解析与课程思政设计

以CO₂超临界状态及制冷应用为例,展示如何以解析关键概念/技术背后的物理化学原理为纽带,在课堂教学中有机融入思政案例(如北京冬奥会制冰造雪)和开展课程思政“翻转课堂”教学;籍此使学生体会到物理化学原理在解决国家重大需求中发挥的关键作用,在强化学科自信的同时,增强学生学以致用、服务国家、绿色发展的意识和开拓创新的精神。CO₂超临界状态及应用是“物理化学”单组分相图中的知识难点和应用热点,在教材中常以知识拓展的形式出现,不仅与专业知识结合不紧密,学生对此也缺乏深刻理解。有鉴于此,我们以“讲透”CO₂超临界状态和制冷技术背后的物理化学原理为抓手,依据知识间内在关联,环环相扣、水到渠成地开展课程思政教学。为了提升思政教学效果,还综合采用了任务驱动的自主学习、翻转课堂及课后拓展相结合的多元思政教学手段,引导学生自主发掘思政素材,实现自我思政教育,从而达到了价值塑造、知识传授和能力培养三位一体的教学效果。     

预裂化理论研究:基质表面酸性位类型及不同类型酸性位接触顺序对裂化过程小分子烯烃收率的影响

在区分氢负离子转移反应与氢转移反应、非选择性氢转移反应与总的氢转移反应的情况下,通过合成物性相近但酸性不同的氧化铝,用以作为裂化催化剂基质材料,在固定床反应器上考察了催化裂化过程,基质酸性位类型及基质表面Lewis及Brönsted酸性位接触顺序对小分子烯烃(丙烯、丁烯)收率的影响。结果表明,催化裂化生成小分子烯烃过程中,分子筛与基质所呈现出的反应特点存在较大的区别,前者活性虽高,但总的氢转移反应活性过强。基质材料裂化活性虽低但其表面以氢负离子转移反应为主,反应路径角度更有利于小分子烯烃收率的提高。另外,基质表面存在Brönsted酸性位,或原料油首先与基质表面Lewis酸性位相接触再与Brönsted酸性位反应的预裂化过程,会在促进裂化反应发生的同时抑制总的氢转移反应,更有利于小分子烯烃收率的提高。     

信息化时代物理化学课程的教学改革与实践

互联网的发展加速了信息和知识的传播,在为大学课程教学提供更多资源的同时也给传统的课堂教学方法带来很大挑战。介绍了北京师范大学物理化学教学团队在线上线下混合教学方法的创立、大规模在线开放课程(MOOC)建设、思政元素引入教学等方面利用互联网资源所实施的教学改革和实践,为探究和建立信息时代大学化学课程教学方法的新模式提供参考。     

离子选择电极阵列土壤中硝态氮测定

土壤硝态氮反映土壤短期氮素供应水平,实时了解土壤硝态氮的含量为精准农业和农业面源污染防控提供支撑,因此,在线实时检测土壤硝态氮方法突破就显得十分迫切。土壤硝态氮中的硝酸根离子在土壤中的高水溶性和流动性为全固态硝酸根离子选择电极高敏感检测土壤中硝态氮提供了条件,固态硝态氮离子选择电极的离子选择膜反应硝酸根离子在被测溶液中的浓度。采用全固态硝酸根离子选择电极,且与温度电极和pH电极融合组成电极阵列对土壤饱和溶液中的硝态根离子进行检测。设计了高输入阻抗运算放大电路对电极信号进行采集,并通过微处理控制蠕动泵完成土壤硝态氮待测溶液连续流动测量及实时传输结果。实验结果表明,电极响应时间≤15 s,斜率-51.63 mV/decade,线性范围10-5-10-2.2 mol/L,最低检测限10-5.23 mol/L。相对标准差在0.78%-4.47%范围内,加标回收率均在90%-110%以内。与国家标准紫外可见分光光度法测试结果相比,相关系数（R2）为0.9952,为土壤硝态氮在现场检测奠定技术基础。     

吡唑-3-甲酸Cu(Ⅱ)/Mn(Ⅱ)配合物的合成、表征及常压下对二氧化碳催化转化

合成和表征了2个吡唑-3-甲酸过渡金属配合物[Cu₂（pca）₂（H₂O）₆]·2H₂O（1）,[Mn（Hpca）₂（phen）]·3H₂O（2）（H₂pca=吡唑-3-甲酸;phen=菲咯啉）。X射线单晶衍射分析结果表明,配合物1属于单斜晶系P2₁/n空间群,它是一个畸变八面体的双核铜配合物;配合物2是一个畸变八面体的单核锰配合物。配合物1和2分别通过分子间的O-H…O,N-H…O氢键形成了三维网状结构。配合物1在二氧化碳的环加成反应中显示出了良好的催化效率（转化率高达97.4%;选择性高达98.9%）。     

QuEChERS结合气相色谱-质谱法测定农产品中杀螨剂和拟除虫菊酯农药残留

建立了QuEChERS-改性多壁碳纳米管提取净化,气相色谱-质谱法同时检测农产品中1种杀螨剂和8种拟除虫菊酯农药的分析方法。样品经水浸润后,以乙酸乙酯-正己烷混合溶剂提取,再以适量改性多壁碳纳米管填料净化提取液,净化液以Shimadzu Rtx-1701毛细管色谱柱为分离柱,采用质谱测定和确证,选择离子模式监测,外标法定量。在优化实验条件下,9种农药在0.010~1.0μg/mL范围内具有良好的线性关系,相关系数为0.9840~0.9977,检出限(S/N=3)为2.2~6.2μg/kg。3个加标水平下的平均回收率为76.7%~107%,相对标准偏差为3.1%~9.5%。该方法准确、灵敏度高、操作简单、快速,可满足新会陈皮等农产品中上述9种农药残留同时测定的要求。