有机化学教学中的“三融合、二反思、四进阶”创新教学模式*

为培养出新时代创新人才,构建的“三融合、二反思、四进阶”教学模式有效提升了学生们科技创新能力。依据有机化学特点,创设科学发现情境,通过核心知识点网融合(挑战度)、理论实践交叉融合(高阶性)和化学思政融合(课程思政)“三融合”策略,不断激发学生们学习兴趣;通过教师反思、学生反思的“二反思”过程不断优化教学过程,改善教学效果;最终使具有不同知识层次的学生通过“四进阶”教学策略逐步提升科创能力(创新性)。     

“一锅法”制备氨基官能化介孔二氧化硅用于吸附As(V)EI北大核心CSCD

采用3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷(AAAPTS)为单体,通过“一锅法”制备了一种氨基官能化介孔二氧化硅吸附材料用于吸附As(V)。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附-脱附分析对材料进行表征,并对吸附条件进行优化。结果表明,氨基官能化介孔二氧化硅在吸附环境为pH 3,温度25℃,吸附时间30 min时达到最佳吸附效果,其饱和吸附量为93.74 mg/g。动力学吸附、等温吸附实验结果表明,合成的材料符合伪二阶动力学模型且属于单层吸附的化学结合过程。本研究为去除环境水样品中的As(V)提供了潜在吸附材料。     

超薄宽带平面聚焦超表面及其在高增益天线中的应用

针对相位梯度超表面在灵活操控电磁波与提高天线增益中的潜在应用,提出一种新型的宽带超表面单元,实现了在较宽频带范围内操控电磁波波前与提高天线增益.本文首先设计了一种圆环十字形对称单元来控制反射波的相移量,单元厚度为1 mm,尺寸为0.3λ_0(λ_0=20 mm),工作频段15—18 GHz,而后验证了由该单元组成的相位梯度超表面在15—18 GHz范围内对电磁波的奇异反射与聚焦特性.最后将设计的反射聚焦超表面应用于提高天线增益中,仿真与测试结果均表明,天线最高增益在15—18 GHz内平均增加了11 d B且-1 dB增益带宽为15—18 GHz(相对带宽为18.2%).由于厚度薄、重量轻、频带宽,设计的该单元拓展了相位梯度超表面在微波领域的应用,有望为高增益天线的实现提供新的方法.     

单层超薄高效圆极化超表面透镜

针对超表面在透镜方面的应用, 本文设计了一种交叉极化透射聚焦超表面, 实现了将圆极化波转化为交叉极化波的同时聚焦电磁波的功能. 设计了一款旋转型单元, 单元为一层且厚度仅为1.5 mm, 分析了旋转型单元提供不同相移的原理并设计了相邻单元相移差为60°的相位梯度超表面, 在中心频率f=15 GHz附近发生奇异折射, 折射角与理论计算结果一致, 验证了设计单元的有效性, 基于该单元设计了尺寸为90 m mm×90 mm、单元数为15×15 的透射型聚焦超表面, 在中心频率f=15 GHz附近, 左旋圆极化平面波照射时, 透射波聚焦于L=40 mm 的实焦点且透射波为照射波的交叉极化波. 该超表面透镜效率高、厚度薄且为单层, 易于加工, 相对于传统透镜, 优势明显, 在操控电磁波、改善透镜性能方面有潜在应用价值.     

非平衡溶剂化新理论在有机染料电子光谱中的应用

总结了非平衡溶剂化新理论和在量子化学软件Q-Chem中基于含时密度泛函理论(TD-DFT)实现溶剂效应下计算电子吸收和发射光谱的数值解方法.采用该方法计算了染料敏化太阳能电池(DSSCs)中三苯胺型有机染料■在真空和乙腈溶剂中的电子结构与光谱性质,研究发现,π共轭桥上碳碳双键的个数和溶剂效应会促进光电转换.     

二氧化锡薄膜:制备及在室温下气敏性质(英文)

利用溶胶-凝胶法首先在玻璃基片上制备了氧化锡晶种膜,之后采用溶剂热法在其上生长了致密的氧化锡薄膜。利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术对氧化锡薄膜的形貌和晶体结构进行了表征,结果表明构成薄膜的氧化锡晶粒具有四方锡石结构,尺寸在7~10 nm之间。表面活性剂在溶剂热反应过程中对薄膜生长的研究表明,十二烷基苯磺酸钠可以显著提高薄膜的质量。对所制备的氧化锡薄膜进了气敏性质研究,结果表明,在温和的测试条件下,如室温、常压、干燥的空气背景等,该氧化锡薄膜对二氧化氮气体具有良好的探测能力,检测限为0.5μL·L-1。     

超临界二氧化碳偶合超声预处理强化玉米秸秆酶水解(英)

提出了一个木质纤维素生物质预处理的全绿色加工过程.以玉米秸秆和玉米芯为原料,以超临界CO₂和超声偶合法对木质纤维素进行预处理.超临界CO₂预处理条件为:压力15-25 MPa,温度120₁70℃,含水量50%,反应时间0.5₄ h.超声场功率600W,温度80℃,作用时间2-8 h.用纤维素酶水解反应获得的还原糖总量来评价预处理效果.结果表明,单纯超临界CO₂和超临界CO₂偶合超声预处理都能够提高生物质水解反应还原糖产量.对于玉米芯,超临界CO₂预处理（170℃,20 MPa,3 0min）后,还原糖产率为62%（未预处理的为12%）.对于玉米秸秆（170℃,20 MPa,2.5 h）,还原糖产率为46.4%.对于玉米芯,超临界CO₂偶合超声预处理（600 W,80℃下超声处理6 h,然后用170℃,20 MPa超临界CO₂预处理30 min）后,还原糖产率为87%.对于玉米秸秆,超临界CO₂偶合超声预处理（600 W,80℃下超声处理8 h,然后用170℃,20 MPa超临界CO₂预处理1 h）后,还原糖产率为25.5%.与未处理生物质相比,X射线衍射结果表明玉米秸秆和玉米芯在超临界CO₂和超声预处理后其结晶度没有明显变化.扫描电镜分析则发现木质纤维素的表面积显著增加.     

由1,1,2,3-四氯丙烯合成一些氟氯化合物

以1,1,2,3-四氯丙烯(1)为原料,合成了多种具有工业价值的氟氯化合物。首先,以叔胺-2HF为氟化试剂,亲核取代1得到3-氟-1,1,2-三氯丙烯(2);随后在AlCl3催化下异构2得到3-氟-2,3,3-三氯丙烯(3),在FeCl3或KCl催化下异构3得到1-氟-1,2,3-三氯丙烯(4);最后在铬基氟化催化剂催化下,气相氟化2高转化地得到2-氯-3,3,3-三氟丙烯(5),在SbCl5催化下,液相氟化3一步得到2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷(6)。本文所合成的化合物5和6均是合成新一代环保型制冷剂HFO-1234yf的重要中间体。     

CH2Cl2分子中CH的摇摆振动与伸缩和弯曲振动的耦合

Infrared absorption spectra of gaseous CH2Cl2 in the regions of 1200-12000 cm-1 were measured using a Bruker IFS 120HR Fourier transform spectrometer in conjunction with a multipass cell. 47 vibrational levels of overtone and combinational spectral lines of the CH stretching (v1, v6), bending (v2), and rocking(v8) modes were analyzed and assigned. Utilizing the normal mode model and considering the coupling among CH stretching, bending and rocking vibrations, values of the harmonic frequency ωi, the anharmonic constant xij, and the coefficients of Fermi and the Darling-Dennison resonances of v1, v6, v2 and v8 modes were also determined from experimental spectral data with nonlinear least-square fitting. These spectral constants reproduced the experimental levels very well. These results showed that Fermi resonance between CH stretching and rocking vibrations (ki88=-254.63 cm-1) is stronger than that between CH stretching and bending vibrations (k122 = 54.87 cm-1); and that Darling-Dennison resonances between CH stretching and bending vibrations (k1166=-215.28 cm-1) is also much stronger than that between CH bending and rocking vibrations (k2288=-5.72 cm-1).     

混配配合物[Co(cpida)(C7H5N2)2]·C7H5N2·5H2O

在溶液中用N-(邻苯甲酸基)-亚氨基二乙酸、苯并咪唑和Co(Ac)2·4H2O进行自组装合成了标题三元金属混配配合物.用元素分析、红外光谱、单晶衍射对配合物的组成和结构进行了表征,确定配体N-(邻苯甲酸基)-亚氨基二乙酸中的3个羧基为单齿形式与中心金属钴离子配位.