综合化学实验:变色传感金属有机框架材料的制备

为了有效提升学生在化学实验过程中的学习积极性及效果,特推荐一个综合型化学实验--变色传感金属有机框架材料的制备。该实验设计思路是将前沿科学研究内容与本科生实验教学相结合,使学生在学习本科基础知识的同时又能了解科学研究的前沿领域。该实验涉及了有机物合成、无机领域金属有机框架材料的制备,还包括了红外、热重、X射线粉末衍射、紫外可见等仪器的使用及分析。鉴于本实验内容涵盖面较广,建议作为高年级本科生综合化学实验设置。     

席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍一个综合型创新实验——有机小分子荧光探针的制备与表征。内容包括有机配体的合成及表征、荧光光谱的测试、金属离子的检测等。通过本实验的实践,既可以让学生更好地掌握无机、有机和分析化学相关专业知识,提升实验操作技能,又能让学生了解有机小分子荧光探针这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研能力。建议将本实验纳入本科高年级综合化学实验课。     

金属-有机框架作为超级电容器电极材料研究的综合性实验设计

介绍了一个综合性实验——金属-有机框架作为超级电容器电极材料的研究。实验内容包括金属有机框架的制备、单晶结构表征与电化学性能测试等主要内容。学生通过具体实验操作、电化学工作站使用、结构分析及数据处理等步骤，可充分了解目前热门的前沿领域，也可以对实验内容涉及的知识体系进行学习、归纳。本实验综合了无机化学、分析化学和物理化学的相关知识点与实验操作，可作为高年级学生开放实验进行开设。     

一种金属有机框架纳米材料的制备及其染料吸附性能研究——推荐一个研究型综合化学实验

介绍一个从合成、表征到性能研究的完整研究型综合实验。合成路线巧妙,制备出了文献报道的尺寸最小的纳米金属有机框架。引入纳米材料研究基本表征手段和吸附动力学研究,通过实验教学展示材料研究方法,拓展学生知识面。通过对实验条件的设计,激发学生探索精神、培养学生创新意识、训练学生化学思维。     

多孔锌MOF合成与表征的综合性无机化学实验设计

为将金属有机框架(MOFs)这一前沿研究领域引入本科教学实验中,特推荐一个综合性研究实验.实验内容包括有机配体的制备、MOFs材料的合成及结构和性能表征;实验技能除包含常规化学技能操作外,还包括大型仪器的学习及操作.     

多酸配位聚合物的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍了一个综合化学新实验--多酸配位聚合物的制备与表征。通过杂多酸和有机配体的合成、多酸配位聚合物的制备和性能表征,使学生了解多酸配位聚合物这一无机合成化学前沿领域,在引导学生进行材料合成及性质表征的过程中,提高学生对已学知识融会贯通的能力,提升学生学习化学的兴趣。本实验综合了无机、有机化学知识点以及实验、仪器操作和数据分析能力的培养,可纳入高年级综合化学实验。     

对溶剂具有自旋交叉响应金属-有机框架材料的制备及性能研究综合性实验

推荐一个综合性化学实验——对溶剂具有自旋交叉响应金属-有机框架材料的制备及性能研究综合性实验,实验内容包括金属-有机框架材料的扩散法制备、单晶结构的测定、粉末X射线衍射的表征、磁学性能测试。该实验内容丰富,包含具体合成、仪器操作、数据处理等基本科学研究核心内容,可以作为载体使学生进行自主学习并提升相关学习积极性。     

中空金属有机框架材料的研究进展

中空金属有机框架材料的快速发展为中空结构材料开辟了新的应用领域.本综合评述介绍了中空金属有机框架材料的制备方法,重点论述了中空金属有机框架材料及其复合材料在催化、光催化和电催化、吸附、气体分离、传感、超级电容器以及生物医学等领域的应用;同时也对具体的中空金属有机框架材料及其复合材料的制备和应用情况进行详细阐述.最后,对中空金属有机框架材料目前所面临的机遇和挑战进行了展望.     

一个简单易行的物理化学综合型实验

介绍一个物理化学综合型实验,通过该实验可以了解用电沉积方法制备新材料的基本技术以及高耐蚀性材料的发展现状,掌握镍电极的制备方法及耐蚀性能;了解各种电化学测试技术在探索金属离子电沉积机理和考察金属镀层耐蚀性能上的应用。实验内容设置新颖且具有较强的探索性,有利于提高学生的综合素质和科研能力。     

基于ZIF-8/WCNT电化学传感器检测呋喃西林在实验教学中的设计与探索

介绍一个新创综合实验，基于Zn-甲基咪唑金属有机框架材料(ZIF-8)和碳纳米管(WCNT)电化学传感器检测呋喃西林，包括金属框架材料的合成、传感器制备、测定条件优化、分析方法建立等多个模块。本实验切合本科实验教学需求，涉及分析化学和材料化学等二级学科，具有较强的交叉性和可拓展性，适合于分析化学实验教学。     

基于二维MOFs构建MicroRNA荧光传感器的综合分析化学实验及"赛学结合、三位一体评价"的教学模式设计

本综合性实验将二维金属有机框架(2D MOFs)和MicroRNA (miRNA)分析等前沿研究领域引入化学(材料)本科和研究生实验教学中。主要包括2DMOFs材料的合成及表征、基于2DMOFs的荧光核酸探针构建以及将探针用于miRNA荧光分析等,共10个学时。所需掌握的实验技能包含溶剂热法、离心分散和外标法等基本材料合成和分析化学操作以及荧光、红外、X射线粉末衍射等材料表征和分析方法。我们在实验中实施了一种新型的"赛学结合、三位一体评价"教学模式。在该模式中,学生分组开展团队作业、实验和汇报,不仅要记录实验现象和结果,还需对实验过程录像并总结做成PPT。各组间通过"PPT答辩、实验报告和录像"等进行比赛,三位一体决出成绩。学生在实验中不仅学习了大量实验技能,提高了动手能力,拓展了学术视野;而且通过比赛和教学相结合,激发了你追我赶的学习热情,培养了团队合作精神,调动了学习的主观能动性。该实验和教学模式也适合推广至其他综合化学实验教学中。     

钼酸铋纳米片的制备以及光催化性能测试*

以硝酸铋与磷钼酸为原料,通过水热反应制备高催化活性光催化剂,应用X射线衍射和扫描电子显微镜进行材料表征,通过以氙灯为光源研究材料对四环素的表面光催化降解的特性。本实验涉及无机纳米材料的水热合成、结构表征以及有机类污染物光催化降解应用,将无机化学、物理化学、有机化学和分析化学的理论内容、实验方法与科学研究前沿相结合,能够全方位提升本科大学生的综合实验技能及科学研究水平。     

一种近红外荧光探针的合成、表征及应用

合成了一种卟啉类小分子荧光探针5,10,15,20-四对羟苯基卟啉(THPP)并对其结构进行表征.通过荧光光谱法,可以分别定性、定量检测铜离子(Cu2+)、焦磷酸根(PPi)及碱性磷酸酶(ALP).研究结果可以转化为一个代表性综合实验,激发学生对科学研究的极大兴趣,培养学生利用综合知识的能力.实验囊括了有机化学、分析化学、生物化学及无机化学等多个学科的多个知识点及多种重要的仪器操作技术,有助于学生综合实验能力的提升.     

Photocatalytic degradation of organic pollutants by MOFs based materials: A review

Metal-organic frameworks (MOFs) are currently popular porous materials with research and application value in various fields. Aiming at the application of MOFs in photocatalysis, this paper mainly reviews the main synthesis methods of MOFs and the latest research progress of MOFs-based photocatalysts to degrade organic pollutants in water, such as organic dyes, pharmaceuticals and personal care products, and other organic pollutants. The main characteristics of different synthesis methods of MOFs, the main design strategies of MOFs-based photocatalysts, and the excellent performance of photocatalytic degradation of organic pollutants are summarized. At the end of this paper, the practical application of MOFs, the current limitations of MOFs, the synthesis methods of MOFs, and the future development trend of MOFs photocatalysts are explained.     

Self-assembly of 3p-Block Metal-based Metal-Organic Frameworks from Structural Perspective

Metal-organic frameworks(MOFs) are a class of porous inorganic-organic hybrid materials, which are constructed from diverse inorganic building units and multi-functional organic ligands. Highly ordered pore structures and tailored functionalization have made MOF materials potential for applications in many fields. Among various MOF materials, 3p-block metal(Al, Ga, and In)-based MOFs exhibit higher chemical stability than divalent transition metal-based MOFs due to their higher valence. In this review, Al-MOFs and In-MOFs were mainly discussed from the perspective of categories of inorganic building blocks, coordination types, and numbers of organic ligands. This review will give intuitive guidance to the design and synthesis of novel 3p-block metal-based MOFs with potential applications.     

高效氧催化反应中的金属有机骨架材料（英文）

氧电催化反应包括氧气还原反应(ORR)和氧气析出反应(OER).作为核心电极反应,这两个反应对诸多能源存储与转换技术(比如燃料电池、金属空气电池以及全水分解制氢等)的能量效率起决定性作用.然而,ORR和OER涉及多个反应步骤、多个电子转移过程以及多相界面传质过程.这些复杂的过程较大程度上限制了ORR和OER的反应速率.从理论和实践两个方面来看,ORR和OER都需要高效电催化剂的参与来促进其反应速率,从而能够最终提高上述能源存储与转换技术的能量转换或利用效率.目前,以Pt,Pd,Ir,Ru为代表的贵金属基电催化剂具有十分突出的电催化性能.但是,过高的成本和过低的储量始终制约着贵金属基电催化剂在催化ORR和OER反应方面,乃至在能源存储与转换技术领域的规模化应用.因而,开发高效非贵金属基氧电催化剂成为近年来能源存储与转换领域的研究重点之一.在众多已经报道的非贵金属基氧电催化剂中,金属有机骨架材料(MOFs)备受瞩目.MOFs是一类由有机配体和金属节点通过配位键自组装而成的晶态多孔材料.它们具备超高比表面积、超高孔隙率以及规则性纳米孔道.相比较其他传统的多孔材料(比如活性炭、分子筛、介孔炭、介孔氧化硅等),MOFs最主要的优势在于它们的结构和功能可以依据需求通过选择合适的有机配体和金属节点进行便利地设计,或通过后处理进行必要的改性和调节.基于独特的多孔特性以及结构与功能的可设计、可调节性,MOFs在气体分离与存储、异相催化、化学传感、药物输送、环境保护以及能源存储与转化等领域都具有潜在的应用价值.因而,近年来,MOFs备受基础研究领域和工业界的青睐.针对MOFs开展的基础研究和应用开发逐渐成为诸多领域的研究焦点.也正由于MOFs具有的上述优异特性,尤其是结构与功能的可设计、可调节性,使得设计制备基于单纯MOFs以及MOFs衍生材料成为开发高效非贵金属基氧电催化剂的新途径.本综述首先论述了基于单纯MOFs的氧电催化剂(包括纯MOFs、活性物种修饰的MOFs以及与导电材料构成的复合MOFs)的合成以及它们在ORR或OER催化反应中应用的研究进展.在第二部分论述中,本综述主要针对MOFs衍生的各类氧电催化剂(包括无机微米-纳米结构/多孔碳复合材料、纯多孔碳材料、纯无机微米-纳米结构材料以及单原子型电催化材料)的研究进展进行了简要介绍和讨论.最后,本综述对MOFs基氧电催化剂目前存在的挑战进行了简要分析;同时,也对这类氧电催化剂的通用设计准则以及未来发展方向进行了展望.尽管存在诸多挑战,MOFs始终被认为是极好的"平台"材料.充分利用它们将有利于开发高效且实用的非贵金属基氧电催化剂.