基于DNA酶催化的卟啉金属化检测锌

利用G-四链体DNA（T30695）催化Zn²⁺插入到中卟啉IX（MPIX）中，引起荧光偏移的特点，建立了检测Zn²⁺的方法。在40μmol/L MPIX、0.6μmol/L Pb²⁺、5μmol/L T30695和1%Triton的最优实验条件下，该方法在Zn²⁺浓度为0.5～5μmol/L范围内呈现良好的线性关系，相关系数R²=0.95，检出限为73.5 nmol/L。离子选择性实验表明该方法对Zn²⁺具有较好的选择性，用于实际样品测定，回收率在94.7%～100.4%之间。     

具有分级纳米结构的In2S3/CdIn2S4在可见光下催化苯甲胺的氧化偶联反应

采用以太阳光为能源、半导体材料为催化剂的催化体系将胺类化合物转化为相应的亚胺类化合物的方法是一种理想的有机合成手段.为了探索这类反应更温和的反应条件及更清晰的反应机理，本工作以NH₂-MIL-68（In）和硫脲为前驱体制备了In₂S₃分级纳米管，并进一步采用热离子交换的方法制备了In₂S₃/CdIn₂S₄纳米管复合材料.采用粉末X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、荧光光谱（PL）和电化学阻抗谱（EIS）等分析手段对催化剂的结构、形貌、光电性质等进行了表征.实验结果显示，In₂S₃和CdIn₂S₄间有效异质结降低了In₂S₃/CdIn₂S₄复合材料的光生载流子的复合效率，使In₂S₃/CdIn₂S₄具有较高的催化活性.催化剂的活性测试实验结果证明，In₂S₃和CdIn₂S₄间有效异质结和分级结构间的协同作用使In₂S₃/CdIn₂S₄纳米复合材料可作为一种有效的光催化剂催化氧化苯甲胺的偶联反应.活性物种捕获实验证明该反应是由光生空穴（h⁺）引发的.此外，此研究发现苯甲胺的氧化偶联反应同时可以在氧气或氮气条件下发生，打破了该反应必须要有氧气参与的束缚，拓展了苯甲胺氧化偶联反应的适用范围.循环实验结果显示，催化剂可循环使用五次，证明该催化剂具有较好的稳定性.     

应用手持技术数字化实验测定化学平衡常数*——以Fe3+/SCN-平衡体系为例

结合手持技术,改进反应Fe³⁺+SCN^-FeSCN²⁺平衡常数测定实验的操作过程,使该实验微型化、便捷化,为中学教学提供一个可供选择和参考的平衡常数测定实验方案。本实验测得该反应的平衡常数K=1.6×10²(实验条件为:T=(26.5±0.5)℃,I=0.7,[H⁺]=0.15 mol/L)。     

亚铁离子氧化性实验的改进*

针对教材中验证Fe²⁺氧化性实验现象不明显的问题,改进了Fe²⁺氧化性实验。把锌片剪成细小的锌丝,通过锌丝与亚铁盐溶液反应,反应一段时间后,用磁铁吸引锌丝,锌丝能被磁铁吸引,则证明Fe²⁺被还原为铁单质,体现了Fe²⁺的氧化性。     

借助手持技术探究外界条件对三价铁离子催化过氧化氢分解的影响*

针对FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂实验中出现的异常现象,借助手持技术并运用控制变量方法分别探究了反应物及催化剂浓度、溶液pH、Cl^-效应等因素对Fe³⁺催化H₂O₂分解速率的影响,探寻FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂溶液的最佳实验条件。     

邻二氮菲测铁的实验教学改进与实践

根据近年来学生在教学过程中出现的问题及反馈,将邻二氮菲测铁实验进行教学改进与实践。在原有标准曲线法测定总铁的基础上,增加了Fe²⁺-邻二氮菲配合物摩尔吸光系数的计算以及未知水样中Fe²⁺、Fe³⁺浓度的测定及计算。实验内容的改进,不仅解答了学生的疑问,提高了学生的学习兴趣,而且引导学生主动思考,培养学生解决实际问题的能力。     

以城市污泥基氧化石墨烯为模拟酶比色传感检测H2O2

本研究构建了以城市污泥基氧化石墨烯(GO)为模拟酶的比色传感器用于定量检测H₂O₂。以城市污泥为基质利用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用GO具有过氧化物模拟酶的特性，能够催化H₂O₂与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的显色反应定量检测H₂O₂。结果显示，在最佳检测条件HAc-NaAc缓冲溶液pH 4.8、TMB溶液浓度30 mmol·L^-1和城市污泥基GO浓度460μg·mL^-1时，H₂O₂浓度在0.1～2μmol·L^-1和10～150μmol·L^-1范围内，与体系吸光度呈良好的线性关系，最低检测限为0.01μmol·L^-1。此方法对实际水样中H₂O₂含量进行检测，回收率在99%～103.77%之间。研究表明，城市污泥基GO具有与传统G...     

Angiopep-2修饰的Ag2S量子点用于近红外二区脑胶质瘤成像

构建了一种近红外二区成像探针，能对脑部病变进行近红外二区荧光成像.利用脑靶向肽Angiopep-2对Ag₂S量子点进行修饰，Ag₂S量子点和Angiopep-2多肽经EDC和NHS介导，通过氨基和羧基的缩合反应进行连接，采用琼脂糖电泳、动态光散射及透射电镜等方法对材料进行表征，并观察了材料对脑胶质瘤细胞U87MG的细胞毒性、材料在该细胞中的分布、摄取以及在实体瘤荷瘤鼠中的分布情况.结果显示，Ag₂S量子点水合粒径约为6 nm，经肽修饰后粒径约为8 nm，表面zeta电位正电性增强，在琼脂糖电泳中，肽修饰后Ag₂S迁移距离较Ag₂S短，表明Angiopep-2多肽修饰到了量子点上.经过细胞实验发现，修饰后的Ag₂S量子点在100 μg/mL以下没有细胞毒性，脑胶质瘤U87MG细胞对Angiopep-2多肽修饰的Ag₂S较Ag₂S具有更高的摄取.经过初步的实体瘤动物实验发现，Angiopep-2修饰的Ag₂S能在皮下瘤模型中出现分布和聚集，说明修饰后的Ag₂S量子点具有一定脑胶质瘤细胞的靶向性.     

全无机钙钛矿量子点的疏水改性及LED应用——推荐一个本科生综合化学实验

介绍一个综合化学实验——全无机钙钛矿量子点的疏水改性及LED应用。我们以三甲基氯硅烷和莫来石纤维增强SiO₂气凝胶的疏水性和韧性，获得疏水SiO₂气凝胶，随后以该疏水SiO₂气凝胶吸附全无机钙钛矿量子点形成CsPbX3@SiO₂气凝胶复合材料。通过接触角、红外光谱、X射线衍射等表征手段证实SiO₂气凝胶的成功改性，并制作了LED器件。本实验涉及材料的合成、表征和应用，可作为化学和应用化学专业学生的综合化学实验，有助于提高学生的科学素养，激发对科学研究的兴趣。     

Science Journal App支持下的中学化学实验改进——压强对化学平衡的影响

介绍了Science Journal App软件的主要界面，以“NO₂和N₂O₄的转化”实验为例，探究压强对化学平衡的影响，现象直观明显，避免了肉眼观察的局限性，提高了实验结果的准确性，为信息技术辅助化学实验教学提供了新的路径。     

纳米稀土氧化物/硫酸酯化壳聚糖杂化材料的制备及其抗凝血性能研究

利用接枝的方法制备了4 种纳米RE₂O₃/硫酸酯化壳聚糖杂化材料(Nd₂O₃-TDI-CS, Eu₂O₃-TDI-CS, La₂O₃-TDI-CS, Sc₂O₃-TDI-CS, TDI=甲苯二异氰酸酯, CS=壳聚糖), 用红外光谱、热重分析和扫描电镜表征了产物, 结果表明壳聚糖接枝于经过活化后的纳米氧化物表面. 抗凝血实验结果和复钙实验结果说明制备的4种杂化材料比纳米稀土氧化物具有更好的抗凝血性能.     

“离子迁移”实验的改进及其实验条件优化*

针对“离子迁移”实验中实验现象不明显、实验操作难度大的问题。采用将CuSO₄、K₂CrO₄与淀粉加工成热的糊状流体,趁热装入U型管,冷却后变成半固体的方法,解决了上述问题。并采用单因素实验法对淀粉的用量、CuSO₄与K₂CrO₄混合物的用量(CuSO₄与K₂CrO₄物质的量之比为1∶1)以及迁移电压等实验条件进行优化。优化后的实验结果显示,离子迁移后形成的区域颜色与半固体淀粉的颜色差别很大,便于学生远距离识别。该方法操作简单、现象明显,有利于一线教师的教学演示和学生的分组实验。     

同轴三层纳米电缆NiO@SiO2@TiO2的制备与表征

采用静电纺丝技术, 通过改进实验装置, 成功地制备出了NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆. 采用差热-热重(TG-DTA)分析、X射线衍射(XRD)分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析、扫描电子显微镜(SEM)分析和透射电子显微镜(TEM)等分析技术对样品进行表征, 结果表明, 所得产物为NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆, 内层为NiO, 直径大约为40～50 nm|中间层为SiO₂, 厚度大约为40～45 nm|外层为TiO₂, 厚度大约为45～50 nm. 对NiO@SiO₂@TiO₂同轴三层纳米电缆的形成机理进行了讨论.     

痕量K元素对煤基碳材料NOx低温吸附功能的影响机理

本研究选取准东煤为碳材料前驱体，以水热耦合痕量K元素的方法对其进行活化。通过实验探究K质量浓度对碳吸附性能的影响，同时系统研究了材料的NO_x低温吸附性能。实验结果表明，活化液中K₂CO₃质量浓度为0.0067g/mL时，所制得的样品对NO_x的吸附性能较好，其饱和NO_x吸附时间为3200 s。通过低温N₂物理吸附研究发现，该质量浓度下样品的孔结构发展较好，比表面积达到708.6 m²/g。此外，本研究通过XPS、SEM等手段对不同质量浓度K₂CO₃活化的碳基材料进行了物化表征，并对不同质量浓度K₂CO₃活化制备的样品进行了表面性质分析，通过FT-IR对样品表面的吸附过程进行研究，发现准东煤基碳材料优良的吸附性能与表面结构相关，研究中采用DFT手段对反应机理进行验证，结果表明，K可促进C-O键的形成，而活性C-O结构是促进NO_x吸...     

基于“教、学、评”一体化的深度学习*——以“气压变化在化学实验中的应用”复习课为例

以气压变化在化学实验中的应用为切入点进行复习。以密室逃脱游戏为情境,通过装置气密性的检查归纳气压改变的原因及其导致的现象,构建处理化学实验中气压变化情况的一般模型;通过改进仪器控制反应发生和停止来强化模型;利用模型分析并改进教材中测定空气中O₂含量的经典实验;利用模型设计实验证明CO₂和NaOH溶液反应的发生。这些学习任务的设计突出了实验探究,促成了模型构建,培养了学生的创新意识,实现了深度教学、发展核心素养的目的。     

铜改性凹凸棒土催化剂对Hg0及NH3的氧化性能研究

采用改进湿式浸渍法制备了兼备汞氧化和氨氧化活性的铜改性凹凸棒土（Cu₃-ATP）催化剂，对其进行SEM、H₂-TPR和NH₃-TPD表征，并在150-400℃测试其汞氧化及氨氧化性能。结果表明，铜物种成功负载在ATP表面，显著提高了催化剂的氧化还原能力，增加了表面中强酸性位和部分强酸性位，从而有效促进Hg⁰和NH₃的氧化。HCl在Hg⁰的高效氧化中起重要作用，高温不利于Hg⁰氧化反应的进行，但能够促进NH₃的氧化。在350℃下，Cu₃-ATP对Hg⁰和NH₃的氧化效率均在90%以上。影响因素实验显示，高空速下NH₃对汞氧化反应有明显抑制作用，而低浓度Hg⁰及HCl对氨氧化活性无显著影响，当气体空速（GHSV）低于5×10⁴ h^-1时，Cu₃-ATP能够实现NH₃和Hg⁰的同时氧化。此外，汞的氧化反应具备良好的抗硫性和抗水性，而SO₂对氨氧化有一定抑制作用。     

对Shil'nikov混沌特性拟合计算的改进

对H₂SO₄/NaCl溶液电解Cu体系中出现的Shilnikov混沌特性的拟合计算进行了改进,求出了体系的Lyapunov指数,确定出体系存在混沌吸引子,并且发现计算机模拟出的混沌吸引子的形状与实验得出的吸引子十分相似.     

小波降噪技术在差分吸收光谱浓度检测中的应用

为了实现对工业气体SO₂的浓度进行监控,基于紫外差分吸收光谱法开发了SO₂在线检测系统。针对系统噪声和Mie散射使吸收光谱叠加带来的误差,本文提出采用小波变换降噪技术代替传统光谱处理方法中的多项式平滑滤波技术来提高检测精度。通过对应用了Symlets、Daubechies、Coiflet和Biorthogonal这4种不同小波函数的实验数据分析和对传统小波阈值选取方式的改进,最终确定了基于rigisure阈值的小波阈值去噪的信号处理方法,并提出一种新的信噪比量来衡量信号处理的效果。这种方法可以快速可靠地处理光谱信号,处理后所得的监测浓度准确度基本控制在1.5%以内。在实验室环境下和工业现场环境下的大量实验结果表明本方法能有效的减小噪声对SO₂浓度监测带来的影响。     

不同金属氧化物对钴基费托合成催化剂性能的影响

本实验在六方纳米片状的Co₃O₄(NMS-Co)上分别负载了1%含量的ZrO₂、Al₂O₃和MnO₂三种金属氧化物，制备反相催化剂模型，研究金属氧化物对钴基催化剂费托合成性能的影响。通过H₂-TPD、CO-TPD以及催化剂性能评价结果发现，ZrO₂和Al₂O₃能够显著增加NMS-Co催化剂的活性位点，在相同转化率条件下，反应温度从230℃分别降低至170、180℃，重质烃生成速率分别提升2.5、2倍，CH₄选择性从37.8%分别降低至3.6%、12.0%。然而，MnO₂使得NMS-Co催化剂CO转化率仅从30.9%增加到45.5%,CH₄选择性降低至16.5%。     

266 nm激光光解C2H5SSC2H5产物的激光诱导荧光光谱

有机硫化物是大气主要污染物之一,其在大气中的光解产物还将造成二次污染,除了存在于有机硫化物中, S―S键还存在于胱氨酸等蛋白质中, S―S键的形成和断裂决定该类蛋白质的活性.本工作中,我们研究了用实验室常见的Nd:YAG激光器的四倍频266 nm激光光解C₂H₅SSC₂H₅过程,通过激光诱导荧光(LIF)光谱方法检测乙硫自由基C₂H₅S等光解产物.实验表明266 nm激光主要光解C₂H₅SSC₂H₅的S―S键产生C₂H₅S自由基.本文应用密度泛函理论的Becke3-Lee-Yang-Parr泛函(B3LYP方法)得到C₂H₅SSC₂H₅的S―S键、C―S键和C―C键的解离势能曲线,可知在266 nm光解条件下, C₂H₅SSC₂H₅在基态能够发生S―S键、C―S键解离, C―C键不发生解离.本文采用全活化空间自洽场(CASSCF)方法优化得到态和态的C₂H₅S自由基结构及其跃迁的绝热激发能,以辅助解析实验检测的C₂H₅S自由基的LIF光谱.实验结合理论计算最终得出,本实验266 nm光解条件下, C₂H₅SSC₂H₅主要发生S―S键解离,不排除少量分子发生C―S键解离的可能性.