材料化学课程教学改革的实践与探索*

材料化学是一门新兴的交叉学科,其教学内容尚未得到一致认同。围绕材料化学专业人才培养的目标,对材料化学课程的教学改革进行了一些探索,如选择合适的教材和教学内容,推动教学方式的现代化、多样化,培养学生实践能力,以及改革创新考核方式等方面。     

材料化学课程思政的探索与实践*——以“常见金属材料”为例

以“金属材料”中的“常见金属材料”为例,从教学内容和教学评价2个方面探讨了材料化学课程的思政教学。从铝合金、铜合金、钢铁等几种常见金属材料的生产、应用等方面将教学内容与思政元素有机融合,在教学评价中融入思政教育,增强学生的创新创业意识、环境保护意识、资源保护意识、民族自豪感和社会责任感,践行“立德树人”的教育理念。     

Chemical Structure of HfO2/Si Interface with Angle-Resolved Synchrotron Radiation Photoemission Spectroscopy

Interracial chemical structure of HfO2/Si （100） is investigated using angle-resolved synchrotron radiation photoemission spectroscopy （ARPES）. The chemical states of Hf show that the Hf 4f binding energy changes with the probing depth and confirms the existence of Hf-Si-O and Hf Si bonds. The Si 2p spectra are taken to make sure that the interracial structure includes the Hf silicates, Hf silicides and SiOx. The metallic characteristic of the Hf-Si bonds is confirmed by the valence band spectra. The depth distribution model of this interface is established.     

基于二甲基苯并联咪唑的钌(Ⅱ)多吡啶配合物的合成、光谱和电化学性质

合成了一组钌多吡啶化合物[Ru（bpy）₂（DMBbimH_x）]^y+（bpy=2,2''-联吡啶,DMBbimH₂=7,7''-二甲基-2,2''-苯并联咪唑,1-A：x=2;y=2;1-B：x=1,y=1;1-C：x=0,y=0）并测试了它们的核磁氢谱、紫外吸收和电化学性质。随着DMBbimH_x配体逐个脱去质子,配合物的光谱和电化学性质发生明显的变化。有趣的是,脱去一个质子的配合物1-B在不同极性的二氯甲烷和乙腈中的电化学性质呈现明显的差异：在二氯甲烷中,单核的1-B却能发生两步氧化,这是因为在弱极性的溶剂中,[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]⁺阳离子通过氢键结合形成二聚体,[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]⁺阳离子间存在质子耦合电子传递现象。在1-B的二氯甲烷溶液中得到了化合物[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]PF₆·2CH₂Cl₂（2）的单晶。晶体结构分析表明[Ru（bpy）₂（DMBbimH）]⁺阳离子确实通过氢键结合形成二聚体,这与电化学测试的结果一致。而在极性较大的乙腈中,氢键二聚体不能稳定存在,在循环伏安曲线上只有一个峰存在。     

多孔碳包覆铜纳米颗粒的制备及性能表征——推荐一个化学综合实验

以Cu-MOF为前驱体,通过热解法制备氮掺杂多孔碳包覆铜纳米材料,采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱仪(IR)等仪器对产物的形貌和组成进行表征。考察了不同热解温度对多孔碳材料形貌和组成的影响,探究其在硝基苯还原反应中的催化性能,并优化了反应条件。将材料的制备、表征和性能探究设计成一个综合实验,能够培养学生的科研思维和综合分析能力。     

基于泡沫铜的多孔碳均匀负载Cu3P纳米颗粒的制备及其光催化降解染料性能北大核心CSCD

为了开发活性高、易回收的光催化剂,采用多步热解法制备了基于泡沫铜的多孔碳均匀负载Cu_(3)P纳米颗粒。在泡沫铜(FC)基底原位生长铜基金属-有机框架晶态材料(Cu-MOF),通过热解处理使得泡沫铜表面覆盖了均匀负载于碳材料的Cu_(2)O/Cu纳米颗粒(Cu_(2)O/Cu@NPC@FC-400)。对该材料进行磷化处理得到目标光催化剂Cu_(3)P@NPC@FC-400。利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫散射光谱(UV-Vis DRS)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等表征材料的组成和形貌。以罗丹明B(Rh B)溶液作为模拟废水,探究其光催化性能及机理。结果发现,Cu_(3)P@NPC@FC-400材料对罗丹明B染料具有良好的光催化性能,在3 h内染料去除率可达94%。该材料便于回收,循环利用10次后,光催化活性保持不变。此外,该材料对于含有7种染料的复杂体系也具有优异的光降解性能。该催化剂具有稳定性高、回收简便的优势,可用于处理含有多种染料的废水。     

微型仪器的配套与管理

微型化学实验,现象明显、效果良好,又节约经费、节省时间、减少污染、安全便携;但教师们往往感到,微型实验仪器还未完全配套;又没有完善的管理和使用办法;多不愿意采用。     

核酸G-四链体的识别、复合物结构与细胞内探测的研究进展

富含鸟嘌呤的DNA或RNA序列可以折叠成非典型G-四链体二级结构. G-四链体结构丰富多样,在生物体内动态存在,参与了转录、复制、基因组稳定性和表观遗传调控等关键的基因组功能,与癌症生物学密切相关. G-四链体的结构与功能机制研究促进了以G-四链体为靶点的肿瘤治疗干预.本文综合评述了核酸G-四链体的特异性识别、细胞内探测及生物学功能的调控,总结了识别靶向G-四链体的小分子及复合物结构的研究进展,讨论了以G-四链体为靶点的靶向干预及疾病治疗的可能性,最后展望了G-四链体未来研究所面临的挑战与机遇.     

羟基磷酸铜的快速绿色合成

通过研究羟基磷酸铜的合成条件, 提出了一种快速绿色的新合成方法, 在不使用有机胺和减少磷酸使用量的条件下, 降低水热晶化的温度, 缩短了合成所需要的时间. 同时对所制得样品的苯酚羟化催化活性进行了表征.     

GaP薄膜的射频磁控溅射沉积及其计算机模拟

以GaP为靶材采用射频磁控溅射法制备GaP红外光学薄膜，通过保持Ar Ⅰ 750nm发射光谱线强度不变获得了不同工艺参数，并对沉积过程进行了计算机模拟.功率较小、气压较大时，Ga和P的溅射率、输运效率及沉积到衬底时的能量均较小，Ga的溅射率及输运效率均大于P的，使薄膜沉积速率较低、薄膜中Ga的含量大于P的，GaP薄膜产生较大吸收.功率较大、气压较小时，Ga和P的溅射率、输运效率及沉积到衬底时的能量均增大，Ga的溅射率大于P的、但其输运效率小于P的，使GaP薄膜的沉积速率增大、薄膜中Ga与P的含量接近化学计量比，GaP薄膜的吸收降低，因此有利于制备厚度较大的GaP薄膜. 关键词： GaP 薄膜 射频磁控溅射 计算机模拟