利用智能手机测定补铁药物中的铁含量*

为进一步提升图像比色法测定补铁药物中铁含量的准确性及普适性,考察了拍摄环境对结果的影响,确定了适用于图像比色分析的定量参数,比较使用不同容器来盛装溶液所获得的比色结果,在最优条件下测定了实际样品中铁的含量及加标回收率。结果显示,获得可靠数据的关键是将标准溶液、待测液以及空白溶液拍摄在同一张图片上;由溶液图像R值换算的吸光度值与浓度具有最佳的线性关系;分析以比色皿、试管、点滴板为容器获得的溶液图片,都能得到适合于定量比色分析的数据;测定的加标回收率大于95%。该方法操作简便,测定结果准确,可在各种条件下的高中化学实验室中开展。     

纸上荧光成像-数码比色法快速测定维生素B2

建立了纸上荧光成像-数码比色法快速测定维生素B2(VB2)的新方法。将VB2溶液点样在滤纸上,在紫外灯下拍摄VB2样点的荧光图像,成像斑点的灰度积分值与VB2的浓度在一定范围内具有线性关系。对点样体积、不同面积色块截取、同一面积色块不同取点位置对灰度积分值的影响进行了考察和优化,在优化的条件下,方法在10~60μg/mL范围内具有良好的线性关系(R2=0.996),对VB2的最低响应值为1.0μg/mL。方法应用于实际样品分析的结果与荧光光谱法一致。标准加入法的回收率为94.1%~102.1%,相对标准偏差在0.5%~2.9%范围。方法可进行现场快速定量测定。     

基于银纳米材料的银离子的超灵敏比色法测定

合成了柠檬酸三钠修饰的银纳米粒子。碘离子作为亲和试剂容易通过其孤对电子与银纳米粒子表面的空轨道结合,并使得结合了碘离子的银纳米粒子发生聚集,导致银纳米粒子吸光度的改变及溶液颜色的变化。基于此,建立了银离子的超灵敏比色测定方法。该方法对银离子的线性范围为1.5~1 000 nmol/L,检出限为0.8 nmol/L。其它常见金属离子在浓度为2.0μmol/L时,几乎不能引起银纳米粒子颜色和吸光度的变化,方法具有较好的选择性。并通过高分辨透射电镜、动态光散射、共振光散射等技术研究了体系的测定机理。该方法用于实际样品中银离子的测定,结果满意。     

基于智能手机的数字图像比色法快速测定水中氨氮

建立基于智能手机与自制比色装置的数字图像比色法完成对水中氨氮的快速测定。以水杨酸钠为显色剂，三聚氰酸二氯钠为氧化剂，亚硝基铁氰化钠为催化剂，在碱性条件下与水中氨氮反应生成蓝色化合物，通过正交试验对反应条件进行优化。通过自制数字图像比色装置对显色溶液进行手机拍照分析，将经过色彩选择器（color picker）软件获得的RGB值和空白值基础上计算得出的欧氏距离D值应用于图片比色，对氨氮进行定量测定。氨氮质量浓度在0.05～2.0 mg/L与D值呈线性关系，相关系数（r）为0.998，检出限为0.03 mg/L，测定下限为0.12 mg/L。以空白水样为基体进行加标回收试验，氨氮回收率为98.7%～106.0%，测定结果的相对标准偏差为1.1%～7.4%(n=6)。实际样品该法分析结果与分光光度法基本一致。该方法可用于水样中氨氮的现场快速测定。     

二氧化碳刺激响应的荧光传感器*

CO₂刺激响应聚合物作为一种智能刺激响应材料,因其在可逆的调控过程中通常只涉及CO₂气体的通入和排出而具有广泛的应用前景。CO₂荧光传感器是将CO₂的浓度变化转化为可检测到的荧光信号,可实现对CO₂浓度的实时监测和可逆调控,也有助于我国如期实现2030年前碳达峰和2060年前碳中和的生态文明建设目标。本文简要介绍CO₂刺激响应物质的基本原理和常见分类方式,阐述该类物质在构筑荧光传感器方面的妙用,围绕响应灵敏性、响应速率、循环使用性和抗干扰性等传感性能指标的研究成果进行讨论。最后对CO₂刺激响应荧光传感器的改进方向和应用前景进行了展望。     

基于一氧化氮性质的几个探究性实验*

通过一系列实验探究进一步认识一氧化氮的性质,结果发现一氧化氮能在不同条件下表现出氧化性,且一氧化氮与Cu⁺会形成一种未知的较稳定配合物;此外,从环境保护的角度,基于一氧化氮在不同条件下的氧化性提出对汽车尾气以及工业废气进行转化处理的可能方案。     

二氧化碳熄灭阶梯蜡烛实验的创新设计*

围绕中学化学教材中二氧化碳熄灭阶梯蜡烛的实验设计,从实验原理入手,自制了简便“阶梯蜡烛”,改进了二氧化碳气体的倾倒方法。通过实验探究发现,在大小一定的反应容器中,实验成功率与蜡烛间距以及储气瓶口径大小有关。研究了影响实验的可能因素,提供了一种安全可靠、成功率高的实验方法。     

数码成像比色法测定补铁剂中铁元素含量的实验研究

利用数码成像原理,使用手机拍照,并用Photoshop 7.0软件处理图片得到标准溶液图片的灰度值,绘制标准曲线,进而测定补铁剂中铁元素的含量。本实验操作简便,用时短,精确度高。在中学引入数码成像比色法,不仅可以扩展定量实验的范围,还能凸显数码分析技术在化学学科中的应用,适合高中阶段开展特色兴趣实验。     

手持技术支持下的乙酸乙酯水解实验探究*

乙酸乙酯的水解实验是现行高中有机化学教学内容中的重要实验,教材中提出通过观察酯层消失的时间差异来判断水解速率的差别,在实际操作过程中实验效果并不理想。借助手持技术分别探究了乙酸乙酯在中性、酸性、碱性、不同温度条件下的水解速率情况,并借助相关知识理论分析了乙酸乙酯在酸性和碱性条件下水解速率的差异,旨在帮助教师和学生深度理解乙酸乙酯发生水解的条件及规律。     

硫和氧化铜反应实验再探究*

针对硫和氧化铜的反应进行理论分析和实验探究,在已有研究基础上改进实验装置,提高实验的科学性和严谨性。对不同条件下的反应产物,进行X射线粉末衍射(XRD)表征,得出更精确的实验结论。     

综合创新实验:水溶性荧光防伪墨水YVO4:Eu3+纳米材料的合成与表征*

将科研前沿成果引入到综合化学实验的设计中,设计了面向材料化学专业的创新综合实验:在微波辐射辅助加热的条件下,合成了YVO₄:Eu³⁺纳米材料,并对该材料进行了结构表征。该材料的水相溶胶在紫外光激发下,具有很强的荧光效应,可用作荧光墨水进行特殊图案的打印与书写,其在安全防伪领域具有很大应用潜力。通过材料的实际使用,可加深学生对新材料研究的重视,激发学生的科研兴趣,在培养学生动手实验能力的同时,培养学生创新能力和自主学习能力。     

杯芳烃接枝超细SiO2的制备及其对Cu2+、Ag+萃取性能的研究

通过对杯[4]芳烃以及杯[6]芳烃上缘进行烯丙基化和硅氢加成2步衍生化反应得到硅氢化杯[4]芳烃以及硅氢化杯[6]芳烃,再将这2种硅氢化杯芳烃衍生物分别接枝到超细SiO₂上。在不同的pH值条件下,就2种杯芳烃接枝超细SiO₂衍生物对水合Cu²⁺及Ag⁺的萃取性能进行了研究。结果表明,与对叔丁基杯芳烃相比较,杯芳烃接枝超细SiO₂衍生物对Cu²⁺和Ag⁺的萃取率都有所提高,其中杯[4]芳烃接枝超细SiO₂对Ag⁺的最高萃取率达到98.78%,杯[6]芳烃接枝超细SiO₂对Cu²⁺的最高萃取率达到67.74%。     

Synthesis of a conjugated polymer for sensing ferric/ferrous cations based on dual responses

A conjugated polymer (PPETE-RB) with poly[p-(phenylene ethynylene)-alt-(thienylene-ethynylene)] (PPETE) as the backbone with pendant rhodamine B (RB) groups in the close-ring spirolactam form was synthesized. With long spacer between backbone and pedant groups as well as long solubilizing side chains, the polymer possesses good solubility in most organic solvents and relatively large molecular weight. The fluorescence of the conjugated polymer in THF exhibited selective dual responses upon adding Fe³⁺/Fe²⁺ but negligible response upon other cations. The emission around 481 nm (excited at 360 nm) decreased and that around 571 nm (excited at 520 nm) emerged and increased when increasing the concentration of iron ions. The responses to Fe³⁺ and Fe²⁺ are very similar. The limits of detection were found to fall in between 6 μM and 8 μM. The mechanism study showed that the quenching around 481 nm was due to the inner filter effect (IFE) between the Fe³⁺/Fe²⁺ and PPETE-RB; while that enhancement around 571 nm could be attributed to the formation of fluorescent ring-open structure from nonfluorescent spirolactam of pedant RB group upon Fe³⁺/Fe²⁺. Such dual and opposite responses provided more reliable information than single response for sensing applications.     

罗丹明6G缔合微粒荧光猝灭法测定痕量碘酸根

研究发现在0.01mol/LHCl-8.0×10-4mol/LKI介质中,罗丹明6G(RhG)在550nm处有1个荧光峰.当有IO-3,I-3与RhG形成缔合微粒,550nm处荧光峰猝灭,在320、400、6103存在时,IO-3与过量的I-反应生成I-nm处有3个共振散射峰,在470nm处有1个同步散射峰.碘酸根浓度在2.0～100×10-7mol/L范围内与荧光猝灭强度成线性关系.据此建立了一个测定食盐中IO-3的荧光猝灭分析法.光谱研究结果表明,(RhG-I3)n缔合微粒和界面的形成是导致体系荧光猝灭的根本原因.     

一种2-乙酰基吡嗪-罗丹明B衍生物的合成及其对Ni~(2+)的识别

分子光谱法具有灵敏度高、操作简单等优点,发展简便、快捷、对镍离子(Ni~(2+))具有高度选择性的探针具有非常重要的意义。本文以金属离子诱导罗丹明酰胺衍生物反应开环的策略,设计并合成了对Ni~(2+)检测具有单一选择性识别的紫外吸收探针。同时,该探针可对水溶液中的Ni~(2+)实现"裸眼"识别。此外,该探针对Ni~(2+)具有较高的灵敏度,其对水溶液中Ni~(2+)的检测限为0.5μmol/L,表明该探针可用于Ni~(2+)的检测分析。     

钇配合物荧光猝灭法测定姜黄素含量

本文利用荧光光度法,吸收光谱法和共振光散射光谱法研究了钇(Y3+)-姜黄素(CU)-色氨酸(Trp)-十二烷基苯磺酸钠(SDBS)体系的荧光猝灭作用,研究发现,姜黄素能猝灭Y3+-Trp-SDBS体系的荧光强度。在最佳实验条件下,体系的荧光猝灭程度与CU的浓度在73.68～442.1,0.074～5.3μg.mL-1范围内呈良好的线性关系,其检出限为0.0185μg.mL-1,据此建立了姜黄素的测定方法,并且将其成功应用于实际样品的测定中。机理研究表明,Y3+-Trp-SDBS体系中的Y3+与姜黄素结合形成缔合物,拉近了Trp与姜黄素之间的距离,Trp通过分子间能量转移将所吸收能量转移到CU上,使体系的荧光猝灭。     

苯基乙酰丙酮-罗丹明B衍生物的合成及对Fe~(3+)离子的识别性质研究

通过罗丹明内酰胺与苯基乙酰丙酮一步缩合反应得到结构简单的席夫碱型罗丹明B衍生物,结构经X-ray单晶衍射、NMR、MS以及元素分析表征。在目标化合物的乙醇-水缓冲溶液中,加入Fe3+后能诱导罗丹明基团螺环结构开环,形成1:1的金属配合物,同时观察到显著的荧光增敏和吸收增强并具有较高的选择识别性能。电化学,色谱及光谱分析证实了配合物的形成。竞争实验显示识别响应为可逆过程。     

用硝酸银溶液沉淀及分步沉淀卤素离子的数字化实验研究*

卤化银难溶电解质的沉淀溶解平衡是中学化学教学的重要知识点。应用本项目组研制的MXLab21先进数字化实验系统,结合银硫离子电极,测定AgNO₃溶液沉淀Cl^-,Br^-,I^-及其混合离子的沉淀曲线,即电动势(E)随AgNO₃溶液体积(V)变化的关系曲线。3种单一离子的沉淀曲线可以直观体现出滴定的电动势突跃范围与相应沉淀的溶度积大小的关系及其规律性变化。通过混合离子的沉淀曲线分析3种离子两两混合或3者混合时分步沉淀的可行性。Cl^-,Br^-,I^-的沉淀及分步沉淀的动态E-V曲线的建立,对中学化学教学具有重要作用,对化学学科核心素养的发展和培养具有重要价值。     

Inhibit化学逻辑门: 基于Al3＋和Fe3＋的β-二酮荧光开关的研究

合成了1,3-二苯基-4-苯乙酰-5-吡唑酮(HDPP-PA)与Al^3＋, Fe^3＋形成的配合物, 通过元素分析、质谱、红外光谱、紫外-可见吸收、荧光光谱等测试方法, 对其组成和结构进行了表征, 发现Fe^3＋能有效地减弱Al配合物的荧光, 为此将HDPP-PA与Al^3＋和Fe^3＋组成一个具有INHIBIT操作功能的化学逻辑门.     

P2W18O626-@Tb3+溶液电致变色/荧光开关性质的可逆调控及对H2O2的光谱检测

基于功能互补原理,将Dawson型多阴离子P_2W_(18)O_(62)~(6-)可逆的电致变色性质与Tb~(3+)优异的发光性质相结合,在外加氧化还原电位下实现了P_2W_(18)O_(62)~(6-)@Tb~(3+)混合溶液可逆的电致变色及荧光开关性能,考察外加还原电位对电致变色响应时间及荧光开关能量转移效率的影响,在-0.38、-0.69、-0.85 V下混合溶液的能量转移效率分别为85.97%、87.53%、93.42%。在此基础上,将电化学还原与化学氧化相结合实现了P_2W_(18)O_(62)~(6-)@Tb~(3+)混合溶液对H_2O_2紫外可见、荧光双光谱检测,紫外可见、荧光光谱法对H_2O_2的检出限分别为1.76×10~(-2)、3.04μmol·L~(-1)。