“双碳”相关实验开发——蛋壳源CaO的制备、表征及其碳捕集性能

碳捕集技术是实现“双碳”目标的重要途径。高温工业源CO₂的捕集更宜使用钙基吸收剂。本文立足“双碳”背景,将碳捕集前沿技术融入仪器分析实验课程,开发了蛋壳源CaO的制备、表征及其碳捕集性能的设计性综合实验。选择高钙废弃物鸡蛋壳为原料,采用醋酸处理得到醋酸钙,再经高温煅烧制备了具有较好碳捕集性能的CaO;利用EDTA配位滴定、扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱和热重分析等多种分析手段,测试了CaO的纯度、形貌、结构及其对CO₂的捕集性能。本实验采用项目式教学方式,引导学生自行设计实验方案并进行实践和总结,不仅锻炼了学生综合运用专业知识解决实际问题的能力,而且培养了学生的科研素养和团队合作精神。     

基于STEAM理念的项目式教学——制备生物柴油

以“有机化学基础”中的酯交换反应为知识基础，选取“生物柴油”作为教学主题，基于STEAM教育理念设计并实施了2课时的项目教学活动。以“碳达峰、碳中和”社会背景创设情境，学生自主设计实验方案开展探究活动，利用超声波清洗机完成生物柴油的制备及检验。“制备生物柴油”探索了STEAM教育与项目式教学的结合，在发展学生科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科核心素养的同时，促进了高中化学课堂的跨学科整合。     

绿色碳科学：双碳目标下的科学基础——第292期“双清论坛”学术综述

基于第292期“双清论坛”,本文阐述了“绿色碳科学”理念的科学内涵,综述了当前我国能源与材料科技领域低碳化科学技术的研究进展、相关挑战与未来机遇,凝练了双碳目标的实现路径、关键科学问题、未来研究方向,为自然科学基金委下一步制订碳中和基础研究行动计划与资助方案提供参考。     

大概念统领的项目式学习——基于碳中和理念设计低碳行动方案

《国家十四五规划纲要》提出要在2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。因此,设计并实施了“碳中和”大概念统领的6课时的项目式学习活动。学生在“碳中和”思路的指导及制定低碳行动方案任务的驱动下,经历了探究二氧化碳的来源及去路、寻找降低二氧化碳排放量及增加二氧化碳吸收量的方案、分析方案的可行性等一系列项目活动,不断迭代改进项目作品“低碳行动方案”。项目实施后取得了显著效果,学生的学科观念、对学科价值的理解、态度责任、解决实际问题的能力等均有明显发展。根据教学实践,提炼了设计和实施项目活动的策略。     

“碳中和”时代愿景下的课题式教学实践——二氧化碳

深入贯彻落实“碳中和”目标是改善环境和气候问题的重要之路。因此,在“碳中和”时代愿景下,利用课题式教学方法,以“珊瑚白化”问题为探究载体,借助数据可视化的数字化实验,在初中教学中开展一节以二氧化碳为中心的课题教学是必要的。不仅可以培养学生的社会责任感,还可以提高学生科学探究的能力和化学素养。     

碳单质概念的发展史及其教育价值

通过对碳单质概念发展历程的考证可知，碳是古代已知的非金属元素。至17—18世纪，随着科学实验的兴起和元素观的发展，金刚石和石墨均被证明为碳的单质，碳单质概念初步形成；20世纪80年代C60的发现及之后碳纳米管、石墨烯和T-碳的发现使人们对碳单质概念有了新认识。在化学教育中，须让学生认识到碳单质概念的发展史是物质的发现史，也是科学思想的演进史和科学方法的发展史。     

碳在锂离子电池硅碳复合材料中的作用

随着低比容量硅碳复合材料(<500 mAh/g)在锂离子电池中的商业化应用,硅基负极材料也从实验室研究走向了产业化发展。近年来的研究工作中,许多方法被用来解决硅在循环过程中体积变化(>300%)所带来的一系列问题。在材料结构方面,从最初的硅材料纳米化、硅与其他材料复合等技术手段转变到了硅碳复合材料二次颗粒的结构设计、表面包覆层设计等方法;在应用性能方面,除了早期文献报道的材料比容量、循环性能等参数外,还增加了材料比表面积、振实密度、首次及循环库仑效率等更符合电池实际应用要求的性能参数研究,从而极大地推动了硅基负极材料的商业化应用进程。本文首先综述了近年来硅碳复合材料组成、结构设计的发展脉络,进一步分析了由石墨、软碳、硬碳、碳纤维和石墨烯等碳源合成的硅碳复合材料的结构特点,并对其电化学性能进行分析对比,总结了碳在硅碳复合材料结构及其性能上发挥的作用。最后,对硅碳复合材料制备过程中的结构设计要求和碳材料的选择进行了分析和展望。     

从零维到三维的碳范式:碳单质概念的新发展

自18世纪石墨与金刚石的组成被确定为碳元素后,碳单质概念初步形成。然而,20世纪末期,包括C₆₀在内的富勒烯一族的发现突破了人们对碳单质的认识。随后,碳纳米管、石墨烯以及人工合成的T-碳的出现,重新诠释了碳单质的概念。碳单质的新发现,建立了从零维到三维的碳范式,掀开了对“碳单质”研究和应用的新篇章。     

“碳中和”背景下高分子材料与工程专业课程教学改革

在“碳中和”背景下,高等教育的教育理念和教学模式应围绕国家可持续发展战略对新型人才的需求而做出调整。结合本校高分子材料与工程专业的特点和发展方向,在强化基础理论和知识的基础上,将本专业课程在教学内容、教学方法和课程思政元素融入等方面进行了系列改革和探索,重点培养学生的“碳中和”理念、创新意识和实践能力,以便进一步提高本专业人才培养质量,满足“碳中和”目标下国家对相关人才的需求。     

碳碳三键与碘单质的加成反应

对碳碳三键与碘单质反应的有关知识，包括最新的科研成果，进行了详细的讨论。     

纳米碳分子——合成化学的魅力

碳材料的发展极大地推动了人类科技的进步。碳材料通过碳原子之间不同的键合方式、结构和排列，使其具有丰富的性质，并且更多新型碳材料还不断地被发现或合成出来。作为新型碳材料的纳米碳分子由于其本身所拥有的潜在优良性质，在有机电子学、材料科学如生物材料等领域具有广阔的应用前景，因此被誉为是未来最有开发前景的材料。在过去的四十年里，新型纳米碳分子的发现和创造已彻底改变了碳材料的格局，打开了一扇通往全新科学领域的大门。本文重点介绍了近年来具有新颖拓扑结构的纳米碳分子的结构特征以及如何通过有机合成的手段对其进行精准构筑。     

碳碳不饱和键氟化加成反应的研究进展

选择性地向有机物中引入氟原子越来越受到重视，近年来通过碳碳不饱和键的 氟化加成来引入氟原子发展迅速。综述了碳碳不饱和键氟化加成反应的研究进展。     

碳碳相关谱测定泽泻萜醇F的结构

从泽泻中分离出新化合物泽泻萜醇F，采用二维核磁共振碳相关技术研究了该化合物的骨架结构。结合碳碳相关谱及远程碳氢相关谱等其它二维核磁共振技术，分析了该化合物的常规氢谱和碳谱，并准确归属了质子和碳核的化学位移。     

碳碳重键自由基加成反应定位的若干规律问题

着重讨论了自由基加成定位效应指数Ａｆ的提出及应用。运用该指数可以发现，任一自由基在加成反应中，总是进攻碳碳重键上Ａｆ值较小的不饱和碳，或该碳被进攻占优势。两端Ａｆ值差距愈大，则定向专一性愈强；两端Ａｆ值相近，则自由基沿两个位置加成的几率可能相等。     

“双碳”背景下燃煤电厂制氨与氨利用进展

自2015年12月《巴黎协定》在巴黎气候变化大会上通过以来，世界各国都将碳减排作为政府工作中的重要任务。近年来，随着我国经济的发展和“双碳”目标的提出，有关“碳达峰、碳中和”的研究正在如火如荼地进行，各项碳减排措施正在稳步推进。各个行业，尤其是煤电行业也在抓紧寻找低碳生产和低碳排放的新出路。氨作为重要的工业产品之一，在国民经济中占有重要地位，寻找低碳排放的制氨方法代替传统高碳排放的制氨方式尤为重要。而在燃煤电厂中进行低碳制氨是提升运行灵活性、拓展产品链的重要途径。本文梳理了氨能未来发展的广阔前景和发展优势，重点总结了目前电化学催化制备绿氨技术的研究进展和现有成果，并针对燃煤电厂低碳制氨技术给出了技术路径，为电力行业“双碳”发展提供了新出路。     

碳环管的发现与生长机理初探

C60笼状结构的发现，极大地丰富了碳的结构化学，在进一步的研究中又发现了碳纳米管、“巴基葱”等新的结构形式．Chernozatonskil等还研究了碳环管（Tori）的独特结构，并预测其具有特别的电磁性质［1］．最近，我们在实验中观察到了可能具有这种结构的样品的透射电镜（TEM）图像，并由此探讨了它们的生长机理．样品的制备采用电弧法制C60的装置［2］，但是在纯氮气氛中进行，且在作为阳极的石墨棒外缘裹上一层铝箔，实验采用直流电弧，腔内氮气压力75kPa．放电结束后收集阴极碳棒上的沉积物与腔内的烟灰，研磨成细粉后，在稀盐酸中充…     

聚碳硅烷／纳米镍粉的热裂解

聚碳硅烷／纳米镍粉的热裂解王军＊宋永才冯春祥（国防科学技术大学材料工程与应用化学系长沙４１００７３）关键词聚碳硅烷，纳米材料，镍，热解，碳化硅纤维１９９６－０９－１７收稿，１９９６－１２－１３修回国家攻关计划和“８６３”高技术资助项目聚碳硅烷（ＰＣＳ...     

金属碳笼

概要地综述了碳笼物理化学的新进展：金属碳笼（Ｍｅｔａｌｌｏ－Ｃａｒｂｏｈｅｄｒｅｎｅｓ），包括金属碳笼在实验上的发现、结构和稳定性、生长机理、化学反应性质等。     

“双碳”理念下《功能高分子材料》的实验教学初探——以“双重温度响应水凝胶的制备及智能窗光热调控应用”为例

加强“双碳”高等教育,助力实现碳达峰碳中和,对新时代人才培养提出了挑战。本文分析了《功能高分子材料》的课程现状,积极思考“双碳”背景下课程内容和教学模式的改革举措,将温敏水凝胶材料的设计合成与智能窗光热调控应用科研成果纳入到教学体系中,在实验原理、实验目的、应用研究中贯彻“双碳”理念,把学科前沿研究转化为本科教学的实验改革,全面提升学生的科学素养、团队合作能力以及创新实践能力,为实现“双碳”目标提供可持续的人才保障和支撑。     

Ramberg-Backlund反应在构筑碳碳双键中的应用

碳碳双键是有机化学中最基本的官能团之一，在众多的构筑碳碳双键的方法中 Ramberg-Baecklund反应占有很重要的地位。该方法的关键步骤是α－卤代砜在碱 性条件下，发生1，3－消除反应，得到环状砜，然后重排失去SO2形成双键，这样 形成的双键位置确定，即具有良好的区域选择性，并且在不同的反应条件下可得到 不同构型的产物，因而在有机合成中有很好的应用前景，对Ramberg-Baecklund反 应进行了较为详细的综述，并对我国实验室所进行的反应条件的改进和优化以及目 前的研究进展作了总结。