科研问题向课堂教学的融入

科研向教学的融入常常注重科研成果在教学上的分享,而科研问题在教学中的重要作用却往往被忽视。为提高教学效果,本文尝试在课堂教学中选取科研成果取得过程中遇到的某个问题为切入点,抛转引玉,由学生运用所学知识,通过查阅资料和课堂讨论,思考解决办法。     

基于计算化学的探究式共价键教学设计

针对共价键教学中存在的问题,探讨了将计算化学技术作为探究工具,引入到共价键探究教学过程中。通过共价键形成过程中轨道重叠程度、键长和体系能量变化等数据,深刻揭示共价键成键的本质,给学生专家级的探究体验。同时强调化学学科方法思想和知识准备的作用,使探究活动更具科学价值。     

Synthesis,Structures, and Fluorescent Properties of Three Cobalt‐Based Coordination Polymers with a Rigid Tripodal Carboxylate Ligand

Three cobalt(II) coordination polymers, [Co₂(tatb)₂(2,2′‐bipy)₂ (H₂O)₂ · DMA · 2H₂O] ( 1 ), [Co₂(tatb)₂(1,10‐phen)₂(H₂O)₂ · 2H₂O] ( 2 ) and [Co(tatb)(1,3‐dpp) · H₂O] ( 3 ) (H₃tatb = 4,4′,4′′‐(1,3,5‐triazine‐2,4,6‐triyl)tribenzoic acid; 2,2′‐bipy = 2,2′‐bipyridyl; 1,10‐phen = 1,10‐phenanthroline; 1,3‐dpp = 1,3‐bis(pyridin‐4‐yl)propane), were synthesized solvothermally and characterized by single‐crystal and powder X‐ray diffraction (PXRD), as well as IR spectroscopy. Complexes 1 and 2 exhibit 1D double‐chain structures, which further connect into interesting 3D networks by hydrogen bond and strong π–π interactions. Complex 3 possesses 2D 4⁴‐sql topology, which is packed parallel in an AA fashion. Moreover, thermal stability properties and photoluminescence properties of 1 , 2 and 3 were also investigated.     

铌酸锰-还原氧化石墨烯复合光催化剂的构建以及可见光下降解亚甲基蓝

通过水热法和光还原方法成功地制备了铌酸锰-还原氧化石墨烯复合光催化剂。这种复合光催化剂可以明显地提高光催化降解亚甲基蓝的光催化活性,降解效率在60 min内达到了78.2%,是单体铌酸锰降解效率的2倍。通过活性物质捕获实验的研究,增强的光催化性能可以归因于还原氧化石墨烯加速了光生电子-空穴的分离效率,进而解决了低光催化活性的问题。     

合成温度对全梯度正极材料LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2的结构和电化学性能影响

通过控制结晶法和浓度梯度进料的方式制备了Ni、Co和Mn三元素组分含量呈全梯度分布的类球形Ni_0.7Co_0.15Mn_0.15（OH）₂前驱体,与LiOH·H₂O均匀混合并焙烧后获得LiNi_0.7Co_0.15Mn_0.15O₂正极材料,系统研究了不同焙烧温度对材料Ni、Co和Mn三元素扩散情况、晶体结构及电化学性能的影响规律。通过能谱仪（EDXS）分析不同焙烧温度下材料颗粒中Ni、Co、Mn三元素的扩散程度。研究结果表明,在800℃下焙烧得到的正极材料梯度分布特征明显且电化学性能最佳,首次放电比容量为186.1 mAh·g^-1（2.8~4.3 V,0.2C）,2C大倍率充放电条件下循环200次后容量保持率为90.1%。这种材料兼具高比容量及良好的循环稳定性,可以用作下一代高能量密度锂离子电池正极材料。     

纳米二氧化钛-氧化锌/硅溶胶/导电胶复合材料固定联吡啶钌制备磷酸可待因电化学发光传感器

利用硅溶胶的成膜性、纳米二氧化钛-氧化锌大的比表面积及导电胶的粘结性,制备了纳米二氧化钛-氧化锌/硅溶胶/导电胶复合材料,基于此复合材料将联吡啶钌固定到金电极表面,制备了磷酸可待因电化学发光(ECL)传感器.在优化的实验条件(800 V负高压、扫描速度100 mV/s,磷酸盐缓冲体系(pH 6.5))下,可待因浓度在1.0×10-7～1.0×10-4 mol/L范围内与电化学发光强度呈良好的线性关系(r2=0.9973),检出限为2.56×10-8 mol/L (S/N=3).传感器表现出良好的重现性与稳定性,连续平行测定1.28×10-5 mol/L可待因溶液10次,发光强度的相对标准偏差(RSD)为2.7％;室温下保存10天后,发光强度为初始值的92％以上.测定可待因药物实际样品的加标回收率在99.3％ ～ 102.5％之间.     

Catalysis and inhibition of benzimidazole units on thermal imidization of poly(amic acid) via hydrogen bonding interactions

The effect of benzimidazole units on thermal imidizaiton was studied when they were introduced into the main chain of poly(amic acid)(PAA). The thermal imidization process of PAA-PABZ synthesized by 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride(BPDA) and 2-(4-aminophenyl)-5(6)-aminobenzimidazole(PABZ) was studied by TGA, DSC, DMA, FTIR and in situ FTIR. The results of FTIR and in situ FTIR indicate benzimidazole units act as an "in situ" catalyst to accelerate thermal imidization of PAA to polyimide(PI) when the temperature is lower than 170 °C. FTIR and 1H-NMR results demonstrate that in situ catalysis is caused by the hydrogen bonding interactions between C=N of benzimidazole and ―NH― in ―CONH― of PAA and the semi-ionization of the H in imidazole ring of benzimidazole. However, when the imidization temperature is higher than 170 °C, the thermal imidization process is inhibited. DMA and in situ FTIR results illustrate that the decreased mobility of PI-PABZ macromolecular chains and the reduced reactive ability of anhydride formed during the intramolecular breakdown of polymer chains lead to the inhibition of thermal imidization process.     

环烷酸对油水界面膜流变性质的影响研究

研究了环烷酸对油水界面膜界面张力、弹性模量、损耗模量以及界面膜破裂速率常数的影响,同时对环烷酸与沥青质之间的相互作用进行了测定。结果表明,环烷酸使得原油油水界面张力下降;弹性模量随着环烷酸加量以及振荡频率的增加都分别逐渐增大,并且最终都趋于平衡;在任何振荡频率值时,损耗模量都随着环烷酸加量先增大后减小;当环烷酸加量增加时,界面膜破裂速率常数降低。环烷酸与沥青质之间存在相互作用,随着环烷酸加量的增加,其对沥青质界面膜弹性模量的影响与对原油界面膜弹性模量的影响相似,表明环烷酸主要是通过与沥青质相互作用而促进乳状液稳定性的。     

基于有机磷酸类MOFs前驱体制备Ni2P/C复合材料

以镍为金属中心、 对二甲苯二磷酸为有机配体, 构筑了一种有机磷酸类Ni-MOF前驱体, 再经过一步碳化, 原位制备出多孔碳包覆Ni₂P纳米颗粒的复合材料. 该复合材料保留了前驱体的片状形貌, 比表面积可达202 m²/g, 复合材料中的Ni₂P纳米颗粒具有良好的结晶度, 颗粒均匀且无团聚现象. 在锂离子电池性能测试中, 该Ni₂P/C复合结构在缓解材料体积膨胀的同时提高了材料的电子和离子电导率, 进而提高了材料的电化学性能. 在0.2 C的电流密度下, 材料首次充、 放电比容量分别为247和226 mA·h·g^-1, 库仑效率可达91.7%, 循环200圈后, 库仑效率接近100%.     

Orbitrap高分辨质谱法高通量筛查生化药品、中成药与保健品中非法添加的13种消化类化学药物

建立了生化药品、中成药和保健品中非法添加的13种消化类化学药的超高效液相色谱-Orbitrap高分辨质谱(UHPLC-HRMS)高通量筛查方法。供试品以甲醇-水(50∶50)为提取溶剂,经Hypersil Gold C18(2.1 mm×100 mm,3μm)色谱柱分离,以乙腈-0.1%甲酸水为流动相进行梯度洗脱,单次分析仅需10min。采用正离子检测,Full MS/dd-MS2扫描模式。通过比较供试品与对照品的色谱保留时间、高分辨一级和二级质谱,判断供试品中是否非法添加消化类药物,并对阳性样品进行定量分析。13种化合物的线性范围均为8.0~800μg/L,相关系数(r)均不低于0.998 5,回收率为94.6%~106.2%,相对标准偏差为1.2%~2.9%。该法快速简便、通量高、选择性好、灵敏度高,并已用于生化药品、中成药及保健品非法添加消化类化学药的高通量筛查和测定,在38批中成药中发现5批阳性样品,在43批保健品中发现3批阳性样品。